SG3525工作原理以及輸出電路驅(qū)動(dòng)電路

1、3.2 電壓型PWM控制器SG3525 字體 大 中 小SG3525是美國Silicon General公司推出的 PWM控制器，它的輸出級(jí)采用推挽電路，雙通道輸出，每一通道的驅(qū)動(dòng)電流最大值達(dá) 500mA，能夠直接驅(qū)動(dòng)功率GTR和功率MOSFET。其工作頻率高達(dá)400kHz，具有欠壓關(guān)斷、可編程軟啟動(dòng)等特點(diǎn)。SG3525是一種性能優(yōu)良、功能齊全、通用性強(qiáng)的單片集成PWM 控制器。由于它簡單、可靠及使用方便靈活，大大簡化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，因而被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、電機(jī)調(diào)速等控制電路中。 圖39 SG3525引腳排列圖SG3525的引腳排列如圖39所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖310所示。各引腳名稱、

2、功能和用法如表32所示。 圖310 SG3525內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖表32 SG3525引腳的名稱、功能和用法續(xù)表SG3525芯片內(nèi)部集成了精密基準(zhǔn)電源、誤差放大器、帶同步功能的振蕩器、脈沖同步觸發(fā)器、圖騰柱式輸出晶體管、PWM比較器、PWM鎖存器、軟啟動(dòng)電路、關(guān)斷電路和欠壓鎖定電路。 芯片+5.1V基準(zhǔn)電壓精度為1%，由于基準(zhǔn)電壓值在誤差放大器的輸入共模范圍內(nèi)，因此，無須外接電阻。SG3525可以工作在主從模式，也可以與外部時(shí)鐘同步。通過CT端(引腳) 與放電端之間的電阻可以設(shè)置死區(qū)時(shí)間。 SG3525采用電壓模式控制方式，工作原理波形如圖311所示。振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)PWM鎖存器(Latch)

3、，形成PWM信號(hào)的上升沿，使主電路的開關(guān)器件開通。誤差放大器的輸出信號(hào)與振蕩器輸出的三角波信號(hào)相比較，當(dāng)三角波的瞬時(shí)值高于誤差放大器的輸出時(shí)，PWM比較器翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)PWM鎖存器，形成PWM信號(hào)的下降沿，使主電路的開關(guān)器件關(guān)斷。F/F觸發(fā)器用作分頻器，將PWM鎖存器的輸出分頻，得到占空比為0.5、頻率為振蕩器頻率一半的方波。 1. 軟啟動(dòng) SG3525的軟啟動(dòng)電容接入端(引腳) 上通常接一個(gè)5F的軟啟動(dòng)電容。充電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此，與軟啟動(dòng)電容接入端相連的PWM比較器反相輸入端處于低電平，PWM比較器輸出為高電平。此時(shí)，PWM鎖存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個(gè)或非門加

4、到輸出晶體管上，使之無法導(dǎo)通。只有當(dāng)軟啟動(dòng)電容的充電電壓使引腳處于高電平時(shí)，SG3525才能開始工作。 圖311 SG3525的工作原理波形2. 關(guān)斷操作 通過引腳(關(guān)斷端)來關(guān)閉SG3525的輸出。當(dāng)引腳上的信號(hào)為高電平時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能： PWM鎖存器立即動(dòng)作，同時(shí)軟啟動(dòng)電容開始放電。放電電流只有 150A，如果關(guān)斷信號(hào)為短暫的高電平，PWM信號(hào)將被中止，但此時(shí)軟啟動(dòng)電容沒有明顯的放電過程。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以很容易地實(shí)現(xiàn)逐個(gè)脈沖限幅。但是，如果引腳 上的高電平維持較長的時(shí)間，軟啟動(dòng)電容將充分放電，當(dāng)關(guān)斷信號(hào)結(jié)束時(shí)，將進(jìn)入軟啟動(dòng)過程。特別要注意的是引腳不應(yīng)懸空，因?yàn)閺脑撃_耦合進(jìn)來的噪音信號(hào)

5、將影響電路的正常工作。 也可以用補(bǔ)償和軟啟動(dòng)引腳來關(guān)斷SG3525的輸出。由于補(bǔ)償和軟啟動(dòng)引腳內(nèi)部都有上拉電流源，當(dāng)外部電路有下拉信號(hào)時(shí)，最大只需吸收100A的電流就可關(guān)斷輸出。 3. 振蕩器 振蕩器原理如圖312所示。圖313為振蕩器充電時(shí)間與RT和CT的關(guān)系，圖 314則為振蕩器放電時(shí)間與RD和CT的關(guān)系。振蕩頻率由下式?jīng)Q定 式中，TCHG為電容CT的充電時(shí)間，CT充電時(shí)，PWM控制器的一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器工作在導(dǎo)通 (高電平)狀態(tài)，TD為兩個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器都處于關(guān)斷(低電平)狀態(tài)時(shí)的死區(qū)時(shí)間。TCHG與 RT和CT的乘積成正比，TD與RD和CT的乘積成正比，于是振蕩頻率可計(jì)算為 設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)死區(qū)時(shí)

6、間TD按圖314確定RD和CT，然后代入上式計(jì)算RT。 圖312 SG3525振蕩器原理圖圖313 振蕩器充電時(shí)間與RT和CT的關(guān)系4. 輸出與驅(qū)動(dòng)電路 SG3525有兩種輸出方式，即單端輸出和推挽輸出。單端輸出時(shí)，引腳(13)通過一只電阻接用戶提供的輸出級(jí)電源，并作為單端脈沖輸出端，引腳(11)和引腳(14)共同接地。推挽輸出時(shí)，引腳(13)為輸出級(jí)偏置電壓接入端，直接接用戶提供的輸出級(jí)電源。 單端輸出電路如圖315所示。當(dāng)SG3525內(nèi)部的輸出晶體管導(dǎo)通時(shí)，R1上會(huì)有電流流過，R1上的壓降將使Q1導(dǎo)通。因此，Q1是在SG3525內(nèi)部的輸出晶體管導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通的，其開關(guān)頻率與SG3525內(nèi)部

7、振蕩器的頻率相同。 采用推挽式輸出驅(qū)動(dòng)功率晶體管的電路如圖316所示。Q1和Q2分別由SG3525 的輸出端A和輸出端B輸出的正向驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)。電阻R2和R3是限流電阻，用來防止注入Q1和Q2的正向基極電流超出控制器所允許的輸出電流。C1和C2是加速電容，起到加速Q(mào)1和Q2導(dǎo)通的作用。 圖314 振蕩器放電時(shí)間與RD和CT的關(guān)系圖315 單端輸出圖316 推挽輸出采用推挽式輸出驅(qū)動(dòng)功率MOSFET的電路如圖317所示。由于SG3525的輸出驅(qū)動(dòng)電路是低阻抗的，而功率MOSFET的輸入阻抗很高，因此，輸出端A和輸出端B與 Q1和Q2之間無須串接限流電阻和加速電容，就可以直接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET。 另外，在半橋變換器的應(yīng)用中，SG3525可用于上下橋臂功率MOSFET的