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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，要将原边绕组和副边绕组紧密耦合。 22 控制及驱动电路设计采用SG3525集成PWM控制器作为控制芯片，它的外围电路简单。电路中的锯齿波生成电路由RT、CT和内部电路组成，本设计取CT=4700pF，RT=33k，RD=100，经计算振荡器输出频率是90kHz，PWM输出频率定为45kHz。软启动电容接入端(引脚8)接一个lF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