2022年2022年SG3525工作原理与应用技巧.docx

精选学习资料 - - - 欢迎下载1.1 PWM掌握芯片 SG3525功能简介随着电能变换技术的进展,功率 MOSFE在T开关变换器中开头广泛使用,为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载此美国硅通用半导体公司（ Silicon General ）推出 SG3525；SG3525为用于驱动 N 沟道功率 MOSFE；T其产品一推出就受到广泛好评； SG3525系列 PWM掌握器分军品.工业品.民品三个等级；下面我们对 SG3525特点.引脚功能.电气参数.工作原理以及典型应用进行介绍；SG3525为电流掌握型 PWM掌握器,所谓电流掌握型脉宽调制器为依据接反 馈电流来调剂脉宽的； 在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较, 从而调剂占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化；由于结构上有电压环和电流环双环系统,因此, 无论开关电源的电压调整率. 负载调整率和瞬态响应特性都有提高, 为目前比较抱负的新型掌握器；1.1.1 SG3525 引脚功能及特点简介其内部结构和原理框图如下：图 1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1. Inv.input〔 引脚 1〕 ：误差放大器反向输入端；在闭环系统中,该引脚接 反馈信号；在开环系统中,该端与补偿信号输入端（引脚 9）相连,可构成跟随器；2. Noninv.input〔 引脚 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；依据需要,在该端与补偿信号输入端（引脚 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剂器；3. Sync〔 引脚 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；4. OSC.Output〔 引脚 4〕 ：振荡器输出端；5. CT〔 引脚 5〕 ：振荡器定时电容接入端；6. RT（引脚 6）：振荡器定时电阻接入端；7. Discharge〔 引脚 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；8. Soft-Start〔 引脚 8〕 ：软启动电容接入端； 该端通常接一只 5 的软启动电容；9. Compensation〔 引脚 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剂器；10. Shutdown〔 引脚 10〕 ：外部关断信号输入端；该端接高电平常掌握器输出被禁止；该端可与爱护电路相连,以实现故障爱护；11. Output A（引脚 11）：输出端 A；引脚 11 和引脚 14 为两路互补输出端；12. Ground〔 引脚 12〕 ：信号地；13. Vc〔 引脚 13〕 ：输出级偏置电压接入端；14. Output B（引脚 14）：输出端 B；引脚 14 和引脚 11 为两路互补输出端；15. Vcc （引脚 15）：偏置电源接入端；16. Vref〔 引脚 16〕 ：基准电源输出端；该端可输出一温度稳固性极好的基准其中,脚 16 为 SG3525 的基准电压源输出,精度可以达到（ 5.1 1％） V,采纳了温度补偿,而且设有过流爱护电路；脚 5,脚 6,脚 7 内有一个双门限比较器,内电容充放电电路, 加上外接的电阻电容电路共同构成 SG3525 的振荡器；振荡器仍设有外同步输入端 〔 脚 3〕 ；脚 1 及脚 2 分别为芯片内误差放大器的反 相输入端.同相输入端；该放大器为一个两级差分放大器, 直流开环增益为 70dB 左右；特点如下：（ 1）工作电压范畴宽： 8—35V；（ 2） 5.1 （1 1.0% ）V 微调基准电源；（ 3）振荡器工作频率范畴宽： 100Hz.— 400KHz.（ 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；（ 9）逐个脉冲关断；（ 10）双路输出（灌电流 / 拉电流）： mA〔峰值〕 ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载各部分功能：a 基准电压源 : 基准电压源为一个三端稳压电路, 其输入电压 VCC可在（ 8～ 35）V 内变化,通常采纳 +15V,其输出电压 VST＝5.1V ,精度 1%,采纳温度补偿, 作为芯片内部电路的电源, 也可为芯片外围电路供应标准电源, 向外输出电流可达 400mA,没有过流爱护电路；b 振荡电路： 由一个双门限电压均从基准电源取得,其高门限电压 VH=3.9 V,低门限电压 VL=0.9、 内部横流源向 CT 充电,其端压 VC 线性上升,构成锯齿波的上升沿,当 VC=VH时比较器动作,充电过程终止,上升时间 t1 为：t1= 0.67RTCT比较器动作时使放电电路接通, CT 放电, VC 下降并形成锯齿波的下降沿,当VC=VL时比较器动作,放电过程终止,完成一个工作循环,下降时间间 t2 为：t2=1.3RDCT留意：此时间即为死区时间 锯齿波的基本周期 T 为:T=t1+t2=〔0.67RT+1.3RD〕CT由于 RD《RT => t2 《 t1由上可见锯齿波的上升沿远长于下降沿, 因此上升沿作为工作沿, 下降沿作为回扫沿；c 误差放大器：由两级差分放大器构成,其直流开环放大倍数为 80dB 左右,电压反馈信号 uf 从端子 1 接至放大器反相输入端,放大器同相输入端接基准电压；该误差放大器共模输入电压范畴为 1.5V-5.2V ；d PWM信号产生及分相电路： 比较器的反相端接误差放大器的输出信号 ue,而 振荡器的输出信号 uc 就加到比较器的同相输入端, 比较器的输出信号为 PWM信号,该信号经锁存器锁存, 分相电路由二进制计数器和两个或非门构成, 其输入信号为振荡器的时钟信号, 并用时钟信号的前沿触发, 输出为频率减半的互补方波,这些方波和 PWM信号输入到或非门规律电路；其结果为,全部的输入为负时,输出为正；这样 P1.P2 的输出每半周期交替为正,其宽度和 PWM信号的负精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载脉冲相等；脉冲很窄的时钟信号输入到规律或非门电路, 可使两个门的输出同时有一段低电平,以产生死区时间；e 脉冲输出级电路 : 输出末级采纳推挽输出电路,驱动场效应功率管时关断速度更快.11 脚和 14 脚相位相差 180,拉电流和灌电流峰值达 200mA；由于存在开闭滞后, 使输出和吸取间显现重迭导通； 在重迭处有一个电流尖脉冲, 起连续时间约为 100ns；可以在 13 脚处接一个约 0.1uf 的电容滤去电压尖峰；图 2 3525 各点工作波形1.1.2 SG3525 的 工 作 原 理SG3525内置了 5.1V 精密基准电源,微调至 1.0% ,在误差放大器共模输入电压 范畴内,无须外接分压电组； SG3525仍增加了同步功能,可以工作在主从模式, 也可以与外部系统时钟信号同步,为设计供应了极大的敏捷性；在 CT引脚和 Discharge 引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调剂功能；由于 SG3525内部集成了软启动电路,因此只需要一个外接定时电容； SG3525的软启动接入端（引脚 8）上通常接一个 5 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； 只有软启动电容充电至其上的电压使引脚 8 处于高电平常, SG3525才开头工作；由于实际中,基准电压通常为接在误差放大器的同相输入端上, 而输出电压的采样电压就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上升或负载的变化而上升时,误差放大器的输出将减小,这将导致 PWM比较器输出为正的时间变长, PWM琐存器输出高电平的时间也变长, 因此输出晶体管的导通时间将最终变短, 从而使输出电压回落到额定值,实现了稳态；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）上的信号为高电平常, PWM琐存器将立刻动作,禁止 SG3525的输出,同时,软启动电精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载容将开头放电；假如该高电平连续, 软启动电容将充分放电, 直到关断信号终止,才重新进入软启动过程；留意, Shutdown引脚不能悬空,应通过接地电阻牢靠接地,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； 假如输入电压过低, 在 SG3525的输出被关断同时,软启动电容将开头放电；此外, SG3525仍具有以下功能,即无论由于什么缘由造成 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；1.1.3 SG3524 与 SG3524主要区分作为 SG3524的增强版本, SG3525在以下方面进行了改进；1 增加欠电压锁定电路；当 SG3525输入电压低于 8V时,掌握器内部电路锁定,除基准电源和一些必要电路之外的全部电路停止工作, 此时掌握器消耗的电流微小 ； 2 增加了软启动电路；引脚 8 为软启动掌握端,该端可外接软启动电容；软启动 电容由 SG3525内部 50 的恒流源进行充电；3 提高了基准电源的精度； SG3525中基准电源的精度提高了 1%,而 SG3524中基准电源的精度只有 8%； 4 去除了限流比较器； SG3525去除了 SG3524中的限流比较器,改由外部关断信号输入端（引脚 10）来实现限流功能,同时仍具有逐个脉冲关断和直流输出电流限幅功能；实际使用中,一般在引脚 10 上接电流检测信号,假如过电流检测信号维护时间较长,软启动电容将被放电；5 PWM比较器的反向输入端增加至两个；在 SG3524中,误差放大器输出端.限 流比较器输出端和外部关断信号输入电路共用 PWM比较器的反向输入端；在SG3525中对此进行了改进,使误差放大器输出端和外部关断信号输入电路分别送至 PWM比较器的一个反向输入端； 这样做的好处在于, 防止了误差放大器和外部关断信号输入电路之间相互影响,有利于误差放大器和补偿网络工作精度提高；6 增加了 PWM琐存器；为了使关断电路更牢靠的工作, SG3525在其内部增加了PWM琐存器；PWM比较器输出信号第一送至 PWM琐存器,琐存器由关断电路置位,由振。