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SG3525应用

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标    签:SG3525电源开关IC

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SG3525应用于电源技术

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SG3525脉宽调制型控制器是美国通用电气公司的产品,作为SG3524的改进型,更适合于运用MOS管作为开关器件的DC/DC变换器,它是采用双级型工艺制作的新型模拟数字混合集成电路,性能优异,所需外围器件较少。它的主要特点是:输出级采用推挽输出,双通道输出,占空比0-50%可调.每一通道的驱动电流最大值可达200mA,灌拉电流峰值可达500mA。可直接驱动功率MOS管,工作频率高达400KHz,具有欠压锁定、过压保护和软启动等功能。该电路由基准电压源、震荡器、误差放大器、PWM比较器与锁存器、分相器、欠压锁定输出驱动级,软启动及关断电路等组成,可正常工作的温度范围是0-700C。基准电压为5.1 V士1%,工作电压范围很宽,为8V到35V.   GROUND(接地端):该芯片上的所有电压都是相对于GROUND而言,即是功率地也是信号地。在实验电路中,由于接入误差放大器反向输入端的反馈电压也是相对与12脚而言,所以主回路和控制回路的接地端应相连。   +VIN(芯片电源端):直流电源从15脚引入分为两路:一路作为内部逻辑和模拟电路的工作电压;另一路送到基准电压稳压器的输入端,产生5.1士1%V的内部基准电压。如果该脚电压低于门限电压(Turn-off: 8V),该芯片内部电路锁定,停止工作‘基准源及必要电路除外)使之消耗的电流降至很小(约2mA)e 另外,该脚电压最大不能超过35V.使用中应该用电容直接旁路到GROUND端。VC(推挽输出电路电压输入端):作为推挽输出级的电压源,提高输出级输出功率。可以和15脚共用一个电源,也可用更高电压的电源。电压范围是1. 8V-3. 4V   INV. INPUT(反相输入端):误差放大器的反相输入端,该误差放大器的增益标称值为80db,其大小由反馈或输出负载来决定,输出负载可以是纯电阻,也可以是电阻性元件和电容元件的组合。该误差放大器共模输入电压范围是1. 5V-5. 2V。此端通常接到与电源输出电压相连接的电阻分压器上。负反馈控制时,将电源输出电压分压后与基准电压相比较。   NI. INPUT(同相输入端):此端通常接到基准电压16脚的分压电阻上,取得2. 5V的基准比较电压与INV. INPUT端的取样电压相比较。 SYNC(同步端):为外同步用。需要多个芯片同步工作时,每个芯片有各自的震荡频率,可以分别他们的4脚和3脚相连,这时所有芯片的工作频率以最快的芯片工作频率同步。也可以使单个芯片以外部时钟频率工作。  OSC. OUTPUT(同步输出端):同步脉冲输出。作为多个芯片同步工作时使用。但几个芯片的工作频率不能相差太大,同步脉冲频率应比震荡频率低一些。如不需多个芯片同步工作时,3脚和4脚悬空。4脚输出频率为输出脉冲频率的2倍。输出锯齿波电压范围为0. 6V到3. 5V. Cr(震荡电容端):震荡电容一端接至5脚,另一端直接接至地端。其取值范围为0.001,u F到0. 1 u F。正常工作时,在Cr两端可以得到一个从0.6V到3. 5V变化的锯齿波。 Rr(震荡电阻端):震荡电阻一端接至6脚,另一端直接接至地端。Rr的阻值决定了内部恒流值对Cr充电。其取值范围为2K欧到150K欧 Rr和Cr越大充电时间越长,反之则充电时间短。 DISCHATGE RD(放电端):Cr的放电由5. 7两端的死区电阻决定。把充电和放电回路分开,有利与通过死区电阻来调节死区时间,使死区时间调节范围更宽。其取值范围为0欧到500欧。放电电阻RD和CT越大放电时间越长,反之则放电时间短。 SOFTSTATR(软启动):比较器的反相端即软启动器控制端8,端8可外接软启动电容?该电容由内部Vf的50uA恒流源充电。  VREF(基准电压端):基准电压端16脚的电压由内部控制在5. 1 V土1%。可以分压后作为误差放大器的参考电压。 OUTPUT A, OUTPUT B(脉冲输出端):输出末级采用推挽输出电路,驱动场效应功率管时关断速度更快.11脚和14脚相位相差1800,拉电流和灌电流峰值达200mA。由于存在开闭滞后,使输出和吸收间出现重迭导通。在重迭处有一个电流尖脉冲,起持续时间约为l00ns。可以在V<处接一个约0. luf的电容滤去电压尖峰。   COMPENSATION(补偿端):在误差放大器输出端9脚与误差放大器反相输入端1脚间接电阻与电容,构成PI调节器,补偿系统的幅频、相频响应特性。补偿端工作电压范围为1. 5V到5. 2V. SHUTDOWN(关断端):10端为PWM锁存器的一个输入端,一般在10端接入过流检测信号。过流检测信号维持时间长时,软起动端8接的电容C:将被放电。电路正常工作时,该端呈高电平,其电位高于锯齿波的峰值电位(3. 30。在电路异常时,只要脚10电压大于0. 7V,三极管导通,反相端的电压将低于锯齿波的谷底电压(0.9V),使得输出PWM信号关闭,起到保护作用。 脉宽调制器SG3525的振荡器产生的锯齿波信号如图1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, 第9端来的正弦波信号加在比较器的反相输入端。锯齿波信号作为载波信号, 正弦波信号作为调制信号, 通过比较器进行比较,从而获得SPWM 波。触发器在CP脉冲控制下输出Q和Q,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。P 、P,是经过与非门电路后所产生的波形,它的频率是CP脉冲频率的112。因为l1、14端接地, 所以只要P 、P,任何一个为高电平,13端均为低电平。13端输出的SPWM 波分为2路, 一路送到VT.的栅极, 另一路经过由、V 、R 所构成的倒相器反相后由a点传输到VT,的栅极。2个功率场效应管的波形如图2示。可以看出,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导通的开关不会多于1个,不会造成短路事故。                    (1)反相输入端(引脚1):误差放大器的反相输入端,该误差放大器的增益标称值为80dB,其大小由反馈或输出负载而定,输出负载可以是纯电阻,也可以是电阻性元件和电容元件的组合。该误差放大器的共模输入电压范围为1.5~5.2V。此端通常接到与电源输出电压相连接的电阻分压器上。负反馈控制时,将电源输出电压分压后与基准电压相比较。  (2)同相输入端(引脚2):此端通常接到基准电压引脚16的分压电阻上,取得2.5V的基准比较电压与引脚1的取样电压相比较。  (3)同步端(引脚3):为外同步用。需要多个芯片同步工作时,每个芯片有各自的振荡频率,可以分别与它们的引脚4相副脚3相连,这时所有芯片的工作频率以最快的芯片工作频率同步;也可以使单个芯片以外部时钟频率工作。        图SG3525的引脚及结构方框图  (4)同步输出端(引脚4):同步脉冲输出。作为多个芯片同步工作时使用。但几个芯片的工作频率不能相差太大,同步脉冲频率应比振荡频率低一些。如不需多个芯片同步工作时,引脚3相副脚4悬空。引脚4的输出频率为输出脉冲频率的2倍。输出锯齿波的电压范围为0.6~3.5V。  (5)振荡电容端(引脚5):振荡电容一端接至引脚5,另一端直接接至地端。其取值范围为0.001~0.1pF。正常工作时,在电容两端可以得到一个从0.6~3.5V变化的锯齿波。  (6)振荡电阻端(引脚6):振荡电阻一端接至引脚6,另一端直接接至地端。RT的阻值决定了内部恒流值对研充电。其取值范围为2~15Okn。RT和研越大,充电时间越长;反之,则充电时间短。  (7)放电端(引脚7):Ct的放电由5、7两端的死区电阻决定。把充电和放电回路分开,有利于通过死区电阻来调节死区时间,使死区时间调节范围更宽,其取值范围为0~500no放电电阻RD和乙越大,放电时间越长;反之,则放电时间短。  (8)软起动(引脚8):比较器的反相端,即软起动器控制端(引脚8),引脚8可外接软起动电容。该电容由内部UREF的50pA恒流源充电。  (9)补偿端(引脚9):在误差放大器输出端引脚9与误差放大器反相输入端引脚1间接电阻与电容,构成PI调节器,补偿系统的幅频、相频响应特性。补偿端工作电压范围为1.5~5.2V。  (10)封锁端(引脚10):引脚10为PWM锁存器的一个输入端,一般在该端接入过流检测信号。过流检测信号维持时间长时,软起动引脚8接的电容C将被放电。电路正常工作时,该端呈高电平,其电位高于锯齿波的峰值电位(3,30V)。在电路异常时,只要引脚10的电压大于0.7V,三极管导通,反相端的电压将低于锯齿波的谷底电压(0.9V),使得输出PWM信号关闭,起到保护作用(输人高电平关闭信号)。  (11)脉冲输出端(引脚11、引脚14):输出末级采用推挽输出电路,驱动场效应功率管时关断速度更快。引脚11相副脚14相位相差180。,拉电流和灌电流峰值达200nA。由于存在开闭滞后,使输出和吸收之间出现重叠导通。在重叠处有一个电流尖脉冲,持续时间约为100ns。可以在Uc处接一个约0.l件F的电容滤去电压尖峰。  (12)接地端(引脚12):该芯片上的所有电压都是相对于引脚12而言,既是功率地也是信号地。在实际电路中,由于接入误差放大器反相输入端的反馈电压也是相对于引脚12而言,所以主回路和控制回路的接地端应相连。  (13)推挽输出电路电压输入端屿1脚13):作为推挽输出级的电压源,提高输出级输出功率。可以和副脚15共用一个电源,也可用更高电压的电源,电压范围是18~34V。  (14)芯片电源端(引脚15):直流电源从引脚15引人分为两路:一路作为内部逻辑和模拟电路的工作电压;另一路送到基准电压稳压器的输入端,产生5.1V土1的内部基准电压。如果该引脚电压低于门限电压(8V),该芯片内部电路锁定,停止工作(基准源及必要电路除外)使消耗的电流降至很小(约2mA)。另外,该引脚电压最大不能超过35V,使用中应该用电容直接旁路到地端引脚12。  (15)基准电压端(引脚16):基准电压端引脚16的电压由内部控制在5.1V土1。可以分压后作为误差放大器的参考电压。       2)SG3525脉宽调制器的特点   (1)工作电压范围宽:8~35V。      (2)5.1V士1%微调基准电源。      (3)振汤器上作频率泡围觅:l00~400kHz。   (4)具有振荡器外部同步功能。      (5)死区时间可调。       (6)内置软起动电路。      (7)具有输入欠电压锁定功能。      (8)具有PWM锁存功能,禁止多脉冲。      (9)逐个脉冲关断。       (10)双路输出(灌电流啦电流):500mA(峰值)。   

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