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1、.摘要:对pwm控制芯片sg3524与sg3525的工作性能作了介绍和比较,通过实验得出了sg3525在软起动功能上较sg3524有很大的改进。关键词:sg3524;sg3525;脉宽调制;软起动 0引言: 目前,开关电源越来越广泛地应用于各行各业中,是各种用电设备的重要组成部分。在开关电源的设计过程中,常常使用各种pwm的ic。因此,作为开关电源的设计者,有必要熟悉各种pwm的集成芯片的性能差别,才能在设计的时候灵活应用。下面主要针对常用的sg3524与sg3525两种芯片进行对比分析。 1sg3524与sg3525: sg3524是定频pwm电路,采用16引脚标准dip封装。其各引脚功能如
2、图1(a)所示,内部框图如图1(b)所示。 (a)sg3524的引脚 (b)内部框图 图1 sg3524引脚及内部框图 脚9可以通过对地接阻容网络,补偿系统的幅频和相频响应特性。根据试验结果,对地接电容就可以实现软起动功能。 sg3525也是定频pwm电路,采用16引脚标准dip封装。其各引脚功能如图2(a)所示,内部框图如图2(b)所示。脚8为软起动端。 (a)sg3525的引脚 (b)内部框图 图2 sg3525引脚及内部框图 2sg3525相对sg3524的改进: sg3525在sg3524的基础上,主要作了以下改进。 1)增设欠压锁定电路 电路主要作用是当ic输入电压8v时,集成块内部
3、电路锁定,停止工作(基准源及必要电路除外),使之消耗电流降至很小(约2ma)。 2)有软起动电路 比较器的反相端即软起动控制端脚8可外接软起动电容。该电容由内部5v基准参考电压的50a恒流源充电,使占空比由小到大(50)变化。 3)比较器有两个反相输入端 sg3524的误差放大器、电流控制器和关闭控制3个信号共用一个反相输入端,现改为增加一个反相输入端,误差放大器与关闭电路各自送至比较器的反相端。这样,便避免了彼此相互影响,有利于误差放大器和补偿网络工作精度的提高。 4)增加pwm锁存器使关闭作用更可靠 比较器(脉冲宽度调制)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
4、。这样,当关闭电路动作,即使过电流信号立即消失,锁存器也可维持一个周期的关闭控制,直到下一个周期时钟信号使锁存器复位为止。 5)振荡器作了较大改进 sg3524中的振荡器只有ct及rt两引脚,充电和放电回路是相同的。sg3525的振荡器,除了ct及rt引脚外,增加了放电引脚7、同步引脚3。rt阻值决定对ct充电的内部恒流值,ct的放电则由脚5及脚7之间外接的电阻值rd决定。把充电和放电回路分开,有利于通过rd来调节死区的时间,这是重大的改进。在sg3525中增加了同步引脚3专为外同步用,为多个sg3525的联用提供了方便。 6)输出级作了结构性改进 电路结构改为确保其输出电平处于高电平,或低电
5、平状态。另外,为了适应驱动mosfet的需要,末级采用了推挽式电路,使关断速度更快。 sg3525增加的工作性能在实际应用中具有重要意义。例如,脚8增加的软起动功能,避免了开关电源在开机瞬间的电流冲击,可能造成的末级功率开关管的损坏。 3实验结果: 对sg3525与sg3524的软起动功能作了对比试验。图3给出了sg3525与sg3524软起动试验的原理图。图4给出了sg3525脚8接100f电容和sg3524脚9接100f电容时,在通电2s和5s时的输出脉宽波形图。 (a)采用sg3525 (b)采用sg3524 图3 软起动试验原理图 (a)sg3524通电2s的波形 (b)sg3525通
6、电2s的波形 (c)sg3524通电5s的波形 (d)sg3525通电5s的波形 图4 两种控制器分别在启动2s及5s后的波形 从图4的波形以及表1和表2的数据比较可以看到,虽然sg3524与sg3525都可以实现软起动功能,但是,由于sg3525本身设计了软起动电路,因此,在实际实现软起动的过程中,由其内部的恒流源给外部电容充电,工作时不会影响到其它的电路,而sg3524要实现软起动,就要与误差放大器、电流控制器等同用一个反相端,就会彼此互相影响。另外,在相同电容量的情况下,sg3525更有利于提高软起动时间。 表1sg3525脚8接不同的对地电容时的软起动时间 脚8对地电容c/f 软启动时
7、间t/s 10 0.58 22 1.26 33 1.84 47 2.33 100 4.76 表2sg3524脚9接不同的对地电容时的软起动时间 脚9对地电容c/f 软启动时间t/s 10 0.29 22 0.58 33 0.97 47 1.16 100 2.23 4 结语:通过实验证明,sg3525的软起动性能优于sg3524。 sg3525中文资料 引脚图 应用电路图 (1)简介:sg3525中文资料 引脚图 应用电路图随着电能变换技术的发展,功率mosfet在开关变换器中开始广泛使用。为此,美国硅通用半导体公司推出了sg3525,以用于驱动。关键字:sg3525 随着电能变换技术的发展,功
8、率mosfet在开关变换器中开始广泛使用。为此,美国硅通用半导体公司推出了sg3525,以用于驱动n沟道功率mosfet。sg3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成pwm控制芯片,它简单可靠及使用方便灵活,输出驱动为推拉输出形式,增加了驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、pwm锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比。其性能特点如下:1)工作电压范围宽: 835v。2)内置51 v10的基准电压源。3)芯片内振荡器工作频率宽100hz400 khz。4)具有振荡器外部同步功能。5)死区时间可调。为了适应驱动快速场效应管的需要,末级采用推拉式工作电路,使开
9、关速度更陕,末级输出或吸入电流最大值可达400ma。6)内设欠压锁定电路。当输入电压小于8v时芯片内部锁定,停止工作(基准源及必要电路除外),使消耗电流降至小于2ma。7)有软启动电路。比较器的反相输入端即软启动控制端芯片的引脚8,可外接软启动电容。该电容器内部的基准电压uref由恒流源供电,达到25v的时间为t=(25v50a)c,占空比由小到大(50)变化。8)内置pwm(脉宽调制)。锁存器将比较器送来的所有的跳动和振荡信号消除。只有在下一个时钟周期才能重新置位,系统的可靠性高。l 脉宽调制器sg3525简介11 结构框图sg3525是定频pwm电路,采用原理16引脚标准dip封装。其各引
10、脚功能如图1所示,内部原理框图如图2所示。12 引脚功能说明直流电源vs从脚15接入后分两路,一路加到或非门;另一路送到基准电压稳压器的输入端,产生稳定的元器件作为电源。振荡器脚5须外接电容ct,脚6须外接电阻rt。振荡器频率厂由外接电阻rt和电容ct决定,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,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
11、。双稳态触发器的两个输出互补,交替输出高低电平,将pwm脉冲送至三极管vt1及vt2的基极,锯齿波的作用是加入死区时间,保证vt1及vt2不同时导通。最后,vtl及vt2分别输出相位相差为180的pwm波。2 系统结构设计本电源输入电压是由带隔离变压器的+30v电源提供,图3是选用sg3525设计的dcdc直流变换器原理图。性能指标是:输入电压为dc2435v可调,输入额定电压为30v,输出为5vla。本系统由sg3525产生两路反向方波来控制mosfet的导通与关闭,mosfet驱动采用推挽方式,本设计在变压器的中心抽头加入30v直流电压,输出部分采用全波整流,在输出点上有分压电阻给tl43
12、1提供参考电压,并通过光电隔离反馈到sg3525,以调节控制输出方波占空比来稳定输出电压。由于本设计采用推挽式功率变换电路,在输入回路中仅有一个开关的通态压降,而半桥和全桥电路有2个,因此在同样的条件下,产生的通态损耗较小,这种拓扑特别适合输入电压较低的场合,这也是本设计为什么采用推挽变换器的原因。其中的变压器可同时实现直流隔离和电压变换的功能,磁性元件数目较少,成本较低。21 高频变压器设计推挽变换器的高频变压器如图3中所示,原边和副边的绕组都分别有一个中心抽头。磁心参数选择如下:变压器输入电压幅值up1=24v,直流输出电压5v,串联二极管串联压降取06v,所以次级绕组电压幅值up2取56
13、v,最大工作比=045,次级绕组峰值电流ip2=1 a,次(变压器效率取为1,这个效率不包括整流二极管在内),取工作磁感应强度bm=170mt,电流密度j取48amm2,铜在磁心窗口中的占空系数km(初选时取0203),实际计算是取km=02 5,则计算面积乘积取eel6磁心,它的中心磁铁截面积(ae)192mm2,磁心的窗口面积(aw)为3985mm2,因此eel6的功率容量为aeaw=1923985mm4=00765cm4,而计算面积乘积ap=o029cm4,它明显小于上面的功率容量的乘积00765,可见采用eel6磁心时,其功率容量已足够大。绕组匝数计算如下:先确定最低电压绕组的匝数取偶数n1=34,其中开关管最大导通时间tcn=9s,控制器输出频率f=45khz。按照原边34匝,副边8匝绕制变压器,在变压器的绕制过程中,为了减少变压器的漏感,要将原
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