PWM控制芯片SG3525原理及应用Word文档下载推荐.docx

1、在开环系统中，该端与补偿信号输入端（脚9）相连，可构成跟随器。2Noninv.input（脚2）：误差放大器同向输入端。在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。根据需要，在该端与补偿信号输入端（脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。3Sync（脚3）：振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。4OSC.Output（脚4）：振荡器输出端。5CT（脚5）：振荡器定时电容接入端。6RT（脚6）：振荡器定时电阻接入端。7Discharge（脚7）：振荡器放电端。该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。8Soft-Start（脚

2、8）：软启动电容接入端。该端通常接一只5 的软启动电容。9Compensation（脚9）：PWM比较器补偿信号输入端。在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。10Shutdown（脚10）：外部关断信号输入端。该端接高电平时控制器输出被禁止。该端可与保护电路相连，以实现故障保护。11Output A（脚11）：输出端A。引脚11和引脚14是两路互补输出端。12Ground（脚12）：信号地。13Vc（脚13）：输出级偏置电压接入端。14Output B（脚14）：输出端B。引脚14和引脚11是两路互补输出端。15Vcc（脚15）：偏置电源接入端。1

3、6Vref（脚16）：基准电源输出端。该端输出一温度稳定性极好的基准电压。二、SG3525特点：1工作电压范围宽：835V。25.1（1.0%）V微调基准电源。3振荡器工作频率范围宽：100Hz400KHz。4具有振荡器外部同步功能。5死区时间可调。6内置软启动电路。7具有输入欠电压锁定功能。8具有PWM琐存功能，禁止多脉冲，逐个脉冲关断。9双路输出（灌电流/拉电流）： mA（峰值）。三、主要单元电路1基准电压调整器。基准电压调整器是输出为5.1V、50mA，有短路保护的电压调整器。它供电给所有内部电路，同时又可作为外部基准参考电压。2振荡器。振荡器电路结构如图2所示，振荡器脚5外接电容CT，

4、脚6外接电阻RT。振荡器频率由外接电阻RT和电容CT决定，f=1/CT（0.7RT+3RD）此电路中，Rd放电电阻较小， 所以形成的锯齿波波形后沿较陡。振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端，比较器的反向输入端接误差放大器的输出。图2 振荡器电原理图3误差放大器及补偿输入。误差放大器是差动输入的放大器，其电原理结构图如图3所示。误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。图3

5、 误差放大器电原理图4锁存器。比较器的输出送到PWM锁存器。锁存器由关闭电路置位，由振荡器输出时间脉冲复位。这样，当关闭电路动作，即使过流信号立即消失，锁存器也可维持一个周期的关闭控制，直到下一周期时钟信号使锁存器复位为止。另外，由于PW M 锁存器对比较器来的置位信号进行锁存，将系统所有的跳动和振荡信号消除了。只有在下一个时钟周期才能重新置位，有利于提高可靠性。5输出。电原理图如图4所示。11、12、14端连结在一起， 由13端输出信号。这样，能保证13端的输出与锁存器的输出一致。此外，SG3525还有欠压锁定电路， 闭锁控制电路， 软起动电路。图4 输出电原理图1/2部分图第三章 SG35

6、25的工作原理一、SPWM波的产生及传输脉宽调制器SG3525的振荡器产生的锯齿波信号如图5所示，锯齿波的顶点约为3.3V，谷点约为0.9V，锯齿波的频率可通过改变外接电容来改变。锯齿波信号加在比较器的同相输入端，来自误差放大器的信号加在比较器的反相输入端，通过比较器进行比较，获得SPWM波。触发器在CP脉冲控制下输出和，分别控制2个与非门，CP脉冲出现的时刻与锯齿波峰点对齐，CP脉冲下跳时刻与谷点对齐，这样可保证CP脉冲与锯齿波同步同频率变化。经过与非门电路后输出生的波形，其频率是CP脉冲频率的1/2。2个功率场效管的驱动信号是互补的，这样能够保证在任何时刻一个导通，另一个截止。图5 锯齿波

7、信号二、工作过程SG3525的软启动接入端（引脚8）上通常接一个5F的软启动电容。上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的PWM比较器反向输入端处于低电平，PWM比较器输出高电平。此时，PWM琐存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。当软启动电容充电至使引脚8处于高电平时，SG3525才开始工作。实际工作中，基准电压接误差放大器的同相输入端，输出电压的采样电压加在误差放大器的反相输入端上，当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出高电平的时间变长，PWM琐存器输出高电平的时间也

8、变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回调到额定值，实现了稳定输出。反之亦然。外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。当 Shutdown（引脚10）上的信号为高电平时，PWM琐存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同时，软启动电容将开始放电。如果该高电平持续，软启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。注意，Shutdown引脚不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525的正常工作。欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。如果输入电压过低，在SG3525的输出被关断同时，软启动电容将开始放电。此外，SG3525还具有以

9、下功能，即无论因为什么原因造成PWM脉冲中止，输出都将被中止，直到下一个时钟信号到来，PWM琐存器才被复位。第四章 应用电路一、单端变换电路SG3525的输出级采用图腾柱式结构，其灌电流/拉电流能力超过200mA。在单端变换器应用中，SG3525的两个输出端应接地，如图6所示，当输出晶体管开通时，R1上会有电流流过，R1上的压降将使VT1导通。因此VT1是在SG3525内部的输出晶体管导通时间内导通的，因此其开关频率等于SG3525内部振荡器的频率。图6 单端变换电路二、推挽输出电路当采用推挽式输出时，应采用如下结构，如图7所示。VT1和VT2分别由SG3525的输出端A和输出端B输出的正向驱

10、动电流驱动。电阻R2和R3是限流电阻，是为了防止注入VT1和VT2的正向基极电流超出控制器所允许的输出电流。C1和C2是加速电容，起到加速VT1和VT2导通的作用。图7 推挽输出电路三、直接推动功率MOSFET电路由于SG3525的输出驱动电路是低阻抗的，而功率MOSFET的输入阻抗很高，因此输出端A和输出端B与VT1和VT2栅极之间无须串接限流电阻和加速电容，就可以直接推动功率MOSFET，如图8所示。图8 直接推动功率MOSFET电路图四、小功率半桥式变压器驱动电路SG3525能够直接驱动半桥变换器中的小功率变压器。变压器一次绕组的两端分别直接接到SG3525的两个输出端上，在死区时间内可

11、以实现变压器的自动复位，如图9所示。图9 小功率变压器直接驱动电路图第五章DCDC直流变换电源设计一、性能指标输入电压为DC2435V可调，输入额定电压为30V，输出为5V1A。二、系统设计图10 DCDC直流电源原理图选用SG3525设计DCDC直流变换器电源脉宽调制器，SG3525产生的两路互补方波控制MOSFET功率管的导通与截止，MOSFET驱动采用推挽连接结构，采用带中心抽头的变压器，在中心抽头处加入30V直流电压，输出部分采用全波整流，采用2536V可调式精密并联稳压器TL43l作为稳压反馈器件，在输出端采用分压电阻给TL431提供参考电压，并通过光电隔离方式反馈到SG3525误差

12、放大器输入端，以调节控制输出方波占空比来稳定输出电压。1控制及驱动电路设计锯齿波生成电路由RT、CT和内部电路组成，因为是降压变换器，可采用较低频率的时钟，同时考虑到减小功耗，设计中取：CT=4700pF，RT=3.3k，RD=100，计算的振荡器输出频率:f=90kHz因此，PWM输出频率定为45kHz。软启动电容接入端（引脚8）接一个1F的软启动电容。只有软启动电容充电使引脚8处于高电平时，SG3525才开始工作。系统中的基准比较调节电路则由基准引脚Vref和同相输入端及外围电阻构成。2脚的固定电压值接近5V。SG3525的l、2、9脚及其外围电路构成PI调节电路，它的输出与5脚锯齿波和软

13、启动电容一起控制PWM控制器以产生方波。它的输出级11、14脚输出两路互补的PWM波，采用图腾柱式结构，灌拉电流能力超过200mA，可以直接驱动MOSFET功率管，在这里选用的是IR公司生产的IRF630。2反馈补偿电路设计为了确保输出的稳定，在+5V输出端引出反馈电压，采用2.536V可调式精密并联稳压器TL43l作为稳压器件，TL43l是德州仪器公司生产的一款有良好热稳定性的三端可调分流基准源。它的输出电压可用两个电阻在2.5V到36V范围内任意设置基准电压。该器件的典型动态阻抗为0.2。用它来构成外部误差检出电路，再经光耦器件组成隔离式反馈电路，为了反应迅速，采用线性光耦PC817。当P

14、C817中二极管正向电流在3mA左右变化时，其三极管的集射极电流在4mA左右变化，而集射极电压在很宽的范围内线性变化，因而很符合SG3525的控制要求。 当+5V输出电压升高时，经R27、R28分压后得到的取样电压，与TL43l中的2.5V带隙基准电压进行比较，并在阴极上形成误差电压，使LED的工作电流发生变化，通过光耦管PC817的输出，改变SG3525脚1的电压大小，从而改变9脚电流大小，经SG3525内部电路运算，改变脚 11、14输出占空比，使+5V维持稳定。3输出电路设计设计中采用整流器件MBR20100，其管压降小，效率高，二极管两端采用RC吸收电路，抑制二极管的反向瞬态电压，高频电压经其整流后由滤波电容C13滤波，再经扼流圈L1组成低通滤波器输出，C14用于降低交流纹波。