SG3525芯片
SG3525是一款功能齐全、通用性强的单片集成PWM芯片。由基准电压调整器、振荡器、误差放大器、比较器、锁存器、欠压锁定电路、闭锁控制电路、软起动电路、输出电路构成(图一)。因其外围电路简单,故将SG3525集成电路应用于各类开关电源、斩波器的控制具有较高的性价比。
图一、SG3525内部结构
一、 SG3525的主要特点
其主要特点为:输出级采用推挽输出,双通道输出,占空比0一50%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500KHz,具有欠压锁定、过压保护和软启动等功能。该芯片内部电路由基准电压源、振荡器、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—70C°,基准电压为5.1士1%,工作电压范围很宽,为8V到35V。 二、 SG3525引脚端子的功能 SG3525采用16端双列直插DIP封装,各引脚端子(图二)功能如下: (1) INV.Input(反相输入端1):误差放大器的反相输入端,此端通常与9脚构成负反馈。 (2) SYNC(同步端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。 图二、SG3525引脚 (3) OSCoutPut(同步输出端4):同步脉冲输出。作为多个芯片同步工作时使用。如不需多个芯片同步工作时,3脚和4脚悬空。 (4) CT(振荡电容端5):振荡电容接至5脚,另一端直接接至地端。其取值范围为0.001uF到
0.luF。正常工作时,在CT两端可以得到一个从0.7V到3.6V变化的锯齿波。 (5) RT(振荡电阻端6):振荡电阻一端接至6脚,另一端直接接至地端。RT的阻值决定了内部恒流值对CT充电,其取值范围为2KΩ到150KΩ,RT和CT越大充电时间越长,反之则充电时间短。 (6) Discharge(放电端7):CT的放电由5、7两端的死区电阻RD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0Ω到500Ω。放电电阻RD和CT越大放电时间越长,反之则放电时间短。
(7) Csoft—start(软启动端8):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,
该电容由内部的50uA恒流源充电。
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(8) Comp(补偿端9):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。
(9) Shutdown(关断端10):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。
当脚10电压大于0.7V时,芯片将进行限流操作,当脚10电压超过1.4V时,将使PWM锁存器关断,直至下一个时钟周期才能够恢复。
(10) outPutA,0utPutB(脉冲输出端11、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,使输出和吸收间出现重迭导通\"在重迭处有一个电流尖脉冲,持续时间约为100ns。可以在推挽输出电路电压输入端VC处接一个约0.1uf的电容滤去电压尖峰。 (11) Ground(接地端12):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。 (12) Vc(推挽输出电路电压输入端13):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4.5V一35V。 (13) VCC(芯片电源端15):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%的内部基准电压。如果该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)使之消耗的电流降至很小(约2mA)。另外,该脚电压最大不能超过35V,使用时应该外接一个旁路电容到Ground端。 (14) Vref(基准电压端16):基准电压端16脚的电压由内部控制在5.1士1%\"可以分压后作为误差放大器的参考电压。 三、推荐工作条件 四、振荡器振荡频率的确定 内部振荡器的振荡频率主要取决于6脚外接的定时电阻Rt,5脚外接的定时电容Ct和放电电阻Rd(连接于5脚与7脚之间的电阻)的大小。 振荡频率计算公式为f1
CT(0.7RT3RD)采用推挽输出时,输出频率是振荡频率的一半,采用单端输出时输出频率等于振荡频率。 五、 SG3525的主要功能 1、欠压锁定功能
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基准电压调整器的输入电压为15脚的输入电压VC,当VC低于8V时,基准电压调整器的输出精度值就得不到保证,由于设置了欠压锁定电路,当出现欠压时,欠压锁定器输出一个高电平信号,再经过或非门输出转化为一个低电平信号输出到T1和T5的基极,晶体管T1和T5关断,SG3525的13脚输出为VC,11脚和14脚无脉冲输出,功率驱动电路输出至功率场效应管的控制脉冲消失,变换器无电压输出,从而实现欠压锁定保护的目的。 2、软起动功能
软起动功能的实现主要由SG3525内部的晶体管T3、外接电容C3及锁存器来实现的。当出现欠压或者有过流故障时,欠压锁定器的高电平传到T3晶体管基极,T3导通为8引脚的外接电容C3提供放电的途径,C3经T3放电到零电压后,限制了比较器的PWM脉冲电压输出,使PWM比较器输出为高电平,PWM高电平经PWM锁存器输出至或非门仍为恒定的逻辑高电平,晶体管T1和T5关断,封锁输出。当故障消除后,欠压锁定器输出恢复为低电平正常值,T3截止,C3电容由50μA电流源缓慢充电,C3充电对PWM比较器和PWM锁存器的输出产生影响,同时对两个或非门的输出脉冲产生影响,其结果是使输出脉冲由窄缓慢变宽,只有C3充电结束后,脉冲宽度不受C3充电的影响。这种软起动方式,可使系统主回路电机及功率场效应管承受过大的冲击浪涌电流。 软起时间t(2.5V/50uA)C电容电压达到2.5V所需要的时间。 3、占空比调节 将采样到的电压反馈到SG3525的1脚,通过9脚的输出与5脚锯齿波相比较产生PWM。电路如下:
UinUO111R8(R7)||SC5SC6时,由虚短虚断可知采用叠加方式进行计算,当Uref=0(R7UO111)||SC5SC6UinR8 即
Uref1SC8 UO2Uref11(R7)||SC5SC6当Uin=0时,
(R7UO2(R8||
即
UO11)||SC5SC61)Uref1R8||SC8
(R7UO1UO2(所以
1111)||(R7)||SC5SC6SC5SC61)UrefUin1R8R8||SC8
但是无法将其化成输出比输入的形式...... 仅供个人学习参考
如果按照上图计算则 经化简得到
从上面可以看出,它有一个零点两个几点,其频率分别为
欲使闭环稳定,其相位裕度必须为正,通常要求相位裕度大于40°,幅值裕度应为正,一个良好的系统一般要求有6~10dB的裕度。
穿越频率fc(crossoverfrequency):增益曲线穿越0dB线的频率点
相位裕量phasemargin):相位曲线在穿越频率处的相位和-180度之间的相位差 增益裕量(Gainmargin):增益曲线在相位曲线达到-180度的频率处对应的增益 R1=R8=10K,R2=R7=200K,C1=C5=10-6F,C2=C6=10-9F代入计算得 增益为零计算或通过画伯德图得到穿越频率约为1.6103Hz,
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