sg示范电路及详解
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PWM控制芯片SG3525功能简介1.1 PWM控制芯片SG3525功能简介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(Silicon General)推出SG3525。
SG3525是用于驱动N沟道功率MOSFET。
其产品一推出就受到广泛好评。
SG3525系列PWM控制器分军品、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是电流控制型PWM控制器,所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。
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,从而调节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,是目前比较理想的新型控制器。
1.1.1 SG3525引脚功能及特点简介其原理图如图4.13下: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。
根据需要,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节器。
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。
SG3525是美国SiliconGeneral公司推出的PWM控制器,它的输出级采用推挽电路,双通道输出,每一通道的驱动电流最大值达500mA,能够直接驱动功率GTR和功率MOSFET。
其工作频率高达400kHz,具有欠压关断、可编程软启动等特点。
SG3525是一种性能优良、功能齐全、通用性强的单片集成PWM控制器。
由于它简单、可靠及使用方便灵活,大大简化了脉宽调制器的设计及调试,因而被广泛应用于开关电源、电机调速等控制电路中。
图3—9SG3525引脚排列图SG3525的引脚排列如图3—9所示,内部结构如图3—10所示。
各引脚名称、功能和用法如表3—2所示。
图3—10SG3525内部结构图表3—2SG3525引脚的名称、功能和用法续表SG3525芯片内部集成了精密基准电源、误差放大器、带同步功能的振荡器、脉冲同步触发器、图腾柱式输出晶体管、PWM比较器、PWM锁存器、软启动电路、关断电路和欠压锁定电路。
芯片+基准电压精度为±1%,由于基准电压值在误差放大器的输入共模范围内,因此,无须外接电阻。
SG3525可以工作在主从模式,也可以与外部时钟同步。
通过C T端(引脚⑤)与放电端之间的电阻可以设置死区时间。
SG3525采用电压模式控制方式,工作原理波形如图3—11所示。
振荡器输出的时钟信号触发PWM锁存器(Latch),形成PWM信号的上升沿,使主电路的开关器件开通。
误差放大器的输出信号与振荡器输出的三角波信号相比较,当三角波的瞬时值高于误差放大器的输出时,PWM比较器翻转,触发PWM锁存器,形成PWM信号的下降沿,使主电路的开关器件关断。
F/F触发器用作分频器,将PWM锁存器的输出分频,得到占空比为、频率为振荡器频率一半的方波。
1.软启动SG3525的软启动电容接入端(引脚⑧)上通常接一个5μF的软启动电容。
充电过程中,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比较器反相输入端处于低电平,PWM比较器输出为高电平。
SG3524电路原理分析
SG3524电路原理的核心部分是一个双交趾输出级,由两个三极管和
两个二极管组成。
这个输出级的作用是将直流输入信号转换为高频脉冲信号。
两个三极管分别用于驱动输出的正半周和负半周,通过调节输入信号
的大小和频率,可以动态地调整输出信号的占空比和频率。
SG3524还包含了一个比较器模块,用于产生PWM(脉宽调制)信号。
这个模块通过比较输入信号和一个可调节的参考信号,决定脉冲信号的宽度。
在SG3524中,脉冲信号的宽度由输入信号的幅值和频率共同决定,
通过调节两个参数可以实现对输出信号的精确控制。
在使用SG3524时,我们需要通过外部电路提供参考电压和时钟信号。
参考电压可以通过一个分压器来获得,分压比由外部电阻来确定。
时钟信
号可以通过外部电阻和电容构成的振荡器来提供,振荡频率由电阻和电容
的值决定。
SG3524的输出信号可以用于驱动一对功率晶体管,从而实现直流-交
流功率逆变。
逆变器的输出信号的频率和占空比可以通过调节SG3524的
输入信号和参数来控制。
这样,我们可以实现对逆变器的输出功率和波形
的精确调控。
总结起来,SG3524电路原理是基于双交趾输出级、比较器和可编程
振荡器的控制系统。
通过调节输入信号、参考信号和时钟信号的参数,可
以实现对输出信号频率、占空比和功率等特性的精确调整。
SG3524的广
泛应用主要体现在直流-交流功率逆变器等高频应用中,在这些应用中,
它能够提供灵活、高精度的控制方案,并实现高效的能量转换。
SG3525 中文资料引脚功能应用电路1 PWM控制芯片SG3525功能简介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(Silicon General)推出SG3525。
SG3525是用于驱动N沟道功率M OSFET。
其产品一推出就受到广泛好评。
SG3525系列PWM控制器分军品、工业品、民品三个等级方面。
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是电流控制型PWM控制器,所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。
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,从而调节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,是目前比较理想的新型控制器。
2 SG3525引脚功能及特点简介其原理图如图1下:图1 SG3525内部电路图图2 SG3525引脚图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。
根据需要,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节器。
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。
Sg示范电路及详解Revised by Jack on December 14,2020 模态2的工作过程类似。
(a)模态1(b)模态2(c)模态3(d)模态4图2 Buck三电平变换器2基于SG3525的PWM Buck三电平变换器电压调节芯片SG3525电压调仔芯片SG3525是一种性能优良,功能全而及通用性强的集成PWM电压控制芯片。
它具有振荡器外同步,内置基准电压源,死区调节,PWM锁存器以及输出级的最佳设计等特点。
SG3525为16脚芯片,具体的内部结构和封装如图3所示。
其屮,脚16为SG3525的基准电压源输出,祐度可以达到(±1%)V,采用了温度补偿,而且设有过流保护电路。
■,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。
」振荡器还设冇外同步输入端(脚3).晅及脚2分別为芯片内: 相输入端、同相输入也纵大器是一个两级差分放大器,直流开环增益为70dB左右。
根据系统的动态、静态特性要求,在误差放大器的输出脚9和脚1之间一般要添加适当的反馈补偿网络。
(a)内部结构图(b)封装图图3SG3525的内部结构图和封装图由于SG3525能输出两路占空比相等,且相位相差180。
的驱动信号,所以适合于用来实现对非隔离型PWM 三电平变换器的控制。
有一点需要注意的是,SG3525只能输出占空比<50%的驱动信号,所以只能实现非隔离型三电平变换器的占空比<50%的工作情况。
至于要实现变换器的占空比>50%的工作要求,则不能将SG3525的输岀直接驱动开关管,而必须附加一些环节,对此本文不加赘述。
驱动电路为提高电路的效率及功率器件工作的可靠性,一般需要将控制电路的输出信号加以功率放大。
木文采用MC34152加隔离变压器驱动的方法来设计驱动电路。
MC34152的外围电路简单,应用方便。
它是8管脚的同相推挽驱动芯片,具体的内部结构和封装如图4所示。
SG3524电路原理分析
SG3524是一种用于开关电源控制的集成电路芯片,可以通过调节反
馈信号和频率来控制输出的电压和电流。
它具有良好的稳定性和可靠性,
常用于高频开关电源和逆变器等应用。
下面对SG3524的电路原理进行详
细分析。
SG3524是一款双路可调式交流至直流电源集成电路,最早由斯普莱
公司(Sprague)设计和推出。
它采用了封装为16引脚的双列DIP封装,
由正负15至18V的直流电压供电。
SG3524主要由一对互补的推挽输出级、电流源、比较器、频率振荡器和误差放大器等组成。
频率振荡器由外接的元件来确定,包括电容和电阻。
通过调节这些元
件的值,可以改变频率的范围和稳定性。
频率振荡器的输出被送至误差放
大器。
误差放大器对输入信号进行放大和处理,从而产生一个控制信号,用
于控制输出电压和电流。
误差放大器可以通过修改输入信号的参考电压和
放大倍数来调节输出的电压。
此外,SG3524还包括一个电流源,用于产生一个恒定的电流,以供
给频率振荡器和误差放大器。
这个电流源可以根据供电电压的变化而调整,以保证整个电路的稳定性。
综上所述,SG3524通过频率振荡器、误差放大器、反馈回路、电流
源和推挽输出级等关键组件,实现了对开关电源的控制。
通过调整这些组
件的参数和元件值,可以实现不同的输出电压和电流。
SG3524的稳定性
和可靠性使其成为广泛应用于开关电源控制领域的集成电路之一。
sg1525aj应用电路详解
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当电路断路器跳闸时,只需轻弹开关即可重置电路断路器。
只要重置了电路断路器,即可重新使用。
插座:插座是一种设计用于连接两个电气电路的连接器。
插座有时称为"电源插座",可为电器和设备供电。
它们可见于需要电源的所有环境,无论是住宅、商业还是工业空间。
插座均为通用尺寸。
因此易于更换。
但是。
主要生产MOS场效应管、COOLMOS、电源管理IC、FRD、霍尔hall元件、SCR、IGBT单管、SiC碳化硅元器件等。
2010年第三代半导体碳化硅SiC元器件,其设计、工艺和性能居世界前列。
MOS管大量应用于锂电池保护板、智能扫地机器人、TWS蓝牙耳机、、户外照明等行业。
碳化硅SiC器件主要应用于能源互联网领域,应用行业有充电桩、新能源汽车、清洁能源发电、大用于传输和输出信号。
后,输入信号用作开关,可使高电压信号通过固态继电器的输出组件。
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SG3524电路原理分析
SG3524主要包括一个双三角波发生器和一个错误放大器。
双三角波发生器产生两个对称的三角波信号,一个用作比较器的参考信号,另一个用于调制开关管的信号。
错误放大器将输入信号和参考信号进行比较,并产生一个误差信号,用于控制开关管的导通和停止。
当输入电压发生变化时,错误放大器会产生相应的误差信号。
然后,该误差信号经过滤波电路进行滤波处理,最后输入两个比较器进行比较。
根据比较结果,开关管的工作状态会相应地进行调整,从而实现输出电压的调节。
SG3524还具有过电压保护和欠压保护功能。
在输出电压超过一定设定值时,过电压保护会触发,使开关管停止工作,以防止输出电压过高。
在输入电压低于一定设定值时,欠压保护会触发,同样会使开关管停止工作,以防止输出电压过低。
此外,SG3524还可以通过外部电路进行调频,从而实现输出频率的调节。
具体的调频电路通常是通过改变双三角波发生器的电容和电阻值来实现的,通过改变发生器的频率,可以使得开关管的工作频率相应变化。
总的来说,SG3524主要通过比较器和双三角波发生器的协同工作,以及误差放大器的反馈控制,来控制开关管的导通和停止,从而实现对输出电压和输出频率的调节。
其稳定性和可靠性使得它成为开关电源控制和逆变器控制中常用的控制IC之一。
S G3524组成的500W,12V转220V逆变器电路图
SG3524组成的500W,12V转220V逆变器电路图
此电路的特点是体积小,效率高,在额定功率范围内温升很小,最大输出功率500W,若要增加功率只要增加并联功率场效应管,可以通过外接电位器进行脉宽调制。
元件选择:驱动电路是专用的脉宽调制震荡SG3524,因其外围元件少,制作简单,所有元件可以用最紧凑的搭焊方法焊在外围,这样可以缩小体积,本电路是否成功的关键是功率场效应管的选择,它的参数最好是50V 50A 以上,可选用的是IRF1010,50V 75A的,7、8脚的电阻和电容决定了震荡频率。
本电路的频率是250HZ,比工频50HZ高出五倍,所以输出变压器的尺寸和绕制圈数就可以相应减少。
如果要工作在50HZ的工频可以适当增大C R的值,这样就可以配接标准的工频控制变压器,这样充电更简单,由于功率管的内部有阻伲二极管,所以只要K断开,直接在输出端输入220V的市电就可以了,整个电路可以用AB胶粘在50X60X1的铝板上。
本模块可以扩展成UPS不间断电源,在二脚外接电压比较电路,还可以稳压输出。
SG3524电路原理分析(1)SG3524的工作原理目前国内外生产的PWM型和PFM(脉频调制)型开关集成控制器已达上百种,其中PWM型集成控制器以SG3524较为流行,它是美国硅通用公司(Silicon General)生产的双端输出式脉宽调制芯片,包括了所有无电源变压器开关电源所要求的基本功能,如控制、保护、取样放大等功能,使用方便灵活,同时在制造上采用常规的平面工艺。
SG3524可为脉宽调制式推挽、桥式、单端及串联型SMPS(固定频率开关电源)提供全部控制电路系统的控制单元。
由它构成的PWM型开关电源的工作频率可达100kHz,适宜构成100-500W中功率推挽输出式开关电源。
SG3524采用是定频PWM电路,DIP-16型封装,管脚排列如图9所示。
其内部结构如图10所示。
SG3524的基准源属于常规的串联式线性直流稳压电源,它向集成块内部的斜波发生器、PWM比较器、T型触发器等以及通过16脚向外均提供+5V的工作电压和基准电压,振荡器先产生0.6V-3.5V的连续不对称锯齿波电压Vj,再变换成矩形波电压,送至触发器、或非门,并由③脚输出。
振荡器频率由SG3524的⑥脚、⑦脚外接电容器CT和外接电阻器RT决定,其值为:f=1.15/RTCT。
考虑到对CT的充电电流为(1.2-3.6/RT 一般为30μA-2mA),因此RT的取值范围为1.8kΩ-100kΩ,CT为0.001μF-0.1μF,其最高振荡频率为300kHz。
开关电源输出电压经取样后接至误差放大器的反相输入端,与同相端的基准电压进行比较后,产生误差电压Vr,送至PWM比较器的一个输入端,另一个则接锯齿波电压,由此可控制PWM比较器输出的脉宽调制信号Vb,最后依次通过或非门HF1、HF2,功率放大管VQ1、VQ2输出,VQ1和VQ2集电极和发射极都悬空,提高了电路设计的灵活性。
或非门HF1、HF2各有3个输入端,其特点是只要有一端呈高电平,输出即为低电平。
电气一次电路图中中XG 和SG本文探讨了电气一次电路图中的XG和SG。
电气一次电路图以标准的形式展示了电气系统的元件和连接方式。
该图被认为是电负荷的完整描述,其中包含许多种元件,比如开关、电阻、变压器、电容器以及XG和SG。
XG和SG是系统的最重要的部分,没有它们,电路就无法正常工作。
XG和SG代表了一个双向可断开开关,它可以在系统中起到开启和关闭整个系统的作用。
XG和SG有两个端子,它们分别叫做XG端子和SG端子,可以根据连接多少端子来确定电路的特性。
在电路图中,XG和SG用来标记回路图上的开关,它们之间可以连接或断开电流,从而控制电路的工作状态。
XG和SG端子之间连接的线条表示它们是处于开启状态,而没有连接的线条表示它们是处于断开状态。
由此可知,XG和SG用来控制电路开关,实现电路功能的打开和关闭。
另外,由于XG和SG能够隔离系统和电路,因此它们还被用于电气安全应用中。
XG和SG元件可以在不同的地方安装,以提供安全距离,以防止可能发生的安全事件。
此外,XG和SG还可以用于电气设备的保护,包括电力系统的保护、设备的防护以及电路的维护。
由于它们可以迅速关闭电源,从而避免了可能发生的安全事件,因此在电力系统的设计中,XG和SG元件一般都有保护电路的作用。
上述只是XG和SG元件在电力系统中的一些基本作用,它们在工业应用中还有很多其他功能,如控制接口、可同时接受多种信号、实现节能等。
综上所述,XG和SG元件在电气一次电路图中的重要性可以想见,它们可以实现系统的开启和关闭,实现安全距离,以及提供保护电路的功能。
它们也被用于电气设备的控制和保护,因此在电路设计中必不可少。
主控V0.1使用说明
一、板载资源
1、输出PWM工作频率:16KHZ~16.5KHZ
2、欠压保护:LED指示灯D2
3、过流保护: LED指示灯D9
4、超温保护: LED指示灯D12
二、出厂调试
1、恒压调节:恒压时Iset电流设置信号接5V固定电压,Vset电压设置信号接调节(0~5V)。
2、恒流调节:恒压时Vset电压设置信号接5V固定电压,Iset电流设置信号接调节(0~5V)。
3、输出电压量程调节:在恒压状态下将电压设置信号从小调到最大,然后调节电位器RT1来调节输出电压的量程。
4、输出电流零点调节:在恒流状态下将电流设置信号调为0V。
此时仍有输出,可通过调节电位器RT2来调节输出电流的零点。
直到输出为零。
5、输出电流量程调节:将电压量程调节完成后,再调节电流量程。
在恒流状态下将电流设置信号从小调到最大,然后调节电位器RT3来调节输出电流的量程。
s g示范电路及详解文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)基于S G3525电压调节芯片的P W M B u c k三电平变换器摘要:阐述了用SG3525电压调节芯片实现PWM Buck三电平变换器的交错控制。
相对于采用分立元件实现PWM Buck三电平变换器的交错控制而言,该控制方法电路简单,易于实现,可以较好地解决三电平波形的不对称问题。
详细介绍了SG3525电压调节芯片,并给出了基于SG3525电压调节芯片的PWM Buck三电平变换器的具体设计方法。
最后对输入电压为120V(90~180V),输出为48V/4A,开关频率50kHz的PWM Buck三电平变换器进行了实验验证。
关键词:PWM Buck三电平变换器;SG3525电压调节芯片;分立元件0 引言三电平变换器有下列优点:——开关管的电压应力为输入电压的一半;——可以大大减小储能元件的大小;——续流二极管的电压应力为输入电压的一半。
因此,三电平变换器非常适用于高输入电压中大功率的应用场合。
文献[1]详细分析了隔离与非隔离的三电平变换器的拓扑结构。
由于三电平变换器的开关数目多,对其实施有效的控制比较复杂。
传统上,采用比较器、运算放大器和RS触发器等分立元件实现PWM三电平变换器的控制。
但是,由于实现上述控制所需的分立元件众多,两个锯齿波不可能做到完全匹配,同时两个开关管的驱动电路也不可能完全相同,因此,两个开关管的占空比必然存在一定的差异,隔直电容Cb在一个周期内所提供的能量不可能相等,造成了三电平波形不对称。
本文采用电压调节芯片SG3525来实现PWM Buck三电平变换器的控制,可以大大减小由分立元件实现时所带来的三电平波形不对称的问题,实现方法简单有效。
1 Buck三电平变换器三电平两种开关单元文献[2]分析了三电平DC/DC变换器的推导过程:用两只开关管串联代替一只开关管以降低电压应力,并引入一只箝位二极管和箝位电压源(它被均分为两个相等的电压源)确保两只开关管电压应力均衡。
电路中开关管的位置不同,其箝位电压源与箝位二极管的接法也不同。
文中提取出两个三电平开关单元如下图1所示。
图1(a)中,箝位二极管的阳极与箝位电压源的中点相连,称之为阳极单元;图1(b)中,箝位二极管的阴极与箝位电压源的中点相连,称之为阴极单元。
(a)三电平阳极单元 (b)三电平阴极单元图1 两种三电平开关单元Buck三电平变换器为了确保两只开关管的电压应力相等,三电平变换器一般由上述两种开关单元共同组成。
文献[2]所分析的半桥式三电平变换器的推导思路,可以推广到所有的直流变换器中,由此提出了一族三电平变换器拓扑。
图2为Buck三电平变换器主电路拓扑及其4个工作模态。
模态1 如图2(a)所示。
在t=0时刻,触发开关管S2,使S2导通,二极管D2则反偏截止,电压源Vin通过隔直电容Cb给电感L充电。
模态2 如图2(b)所示。
在t=t1时刻,关断S2,则D2导通,电路由D1及D2续流,电感L放电。
模态3 如图2(c)所示。
直至t=t2时刻,控制电路使S1导通,二极管D1则反偏截止,隔直电容Cb向电感L放电。
模态4 如图2(d)所示。
当t=t3时刻,关断S1,则D1导通,电路由D1及D2续流,电感L放电,与模态2的工作过程类似。
(a)模态1(b)模态2(c)模态3(d)模态4图2 Buck三电平变换器2 基于SG3525的PWM Buck三电平变换器电压调节芯片SG3525电压调节芯片SG3525是一种性能优良,功能全面及通用性强的集成PWM电压控制芯片。
它具有振荡器外同步,内置基准电压源,死区调节,PWM锁存器以及输出级的最佳设计等特点。
SG3525为16脚芯片,具体的内部结构和封装如图3所示。
其中,脚16为SG3525的基准电压源输出,精度可以达到(±1%)V,采用了温度补偿,而且设有过流保护电路。
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。
振荡器还设有外同步输入端(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。
该放大器是一个两级差分放大器,直流开环增益为70dB左右。
根据系统的动态、静态特性要求,在误差放大器的输出脚9和脚1之间一般要添加适当的反馈补偿网络。
(a)内部结构图(b)封装图图3SG3525的内部结构图和封装图由于SG3525能输出两路占空比相等,且相位相差180°的驱动信号,所以适合于用来实现对非隔离型PWM三电平变换器的控制。
有一点需要注意的是,SG3525只能输出占空比<50%的驱动信号,所以只能实现非隔离型三电平变换器的占空比<50%的工作情况。
至于要实现变换器的占空比>50%的工作要求,则不能将SG3525的输出直接驱动开关管,而必须附加一些环节,对此本文不加赘述。
驱动电路为提高电路的效率及功率器件工作的可靠性,一般需要将控制电路的输出信号加以功率放大。
本文采用MC34152加隔离变压器驱动的方法来设计驱动电路。
MC34152的外围电路简单,应用方便。
它是8管脚的同相推挽驱动芯片,具体的内部结构和封装如图4所示。
脚2与脚4为两路控制信号输入,经过芯片内部的推挽放大,直接输出同相的两路驱动信号(脚7及脚5)。
为使芯片更加稳定地工作,一般在芯片的电源端并联一个滤去高频干扰的瓷片电容和一个滤去低频干扰的电解电容。
(a)内部结构图(b)封装图图4 MC34152内部结构图和封装图当电路的功率较大及工作频率较高时,一般要将控制电路与主电路隔离。
所以,本文采用隔离变压器来实现隔离。
MC34152的输出经一隔直电容后直接可以输入到隔离变压器的原边。
本文所设计的驱动电路简单可行,驱动波形比较理想:有快速的上升沿,并有一定的过冲,以加速开通,减小了开通损耗;同时,有反偏截止电压,提供了足够的反相门极驱动,减小了下降时间。
基于SG3525的PWMBuck三电平变换器基于SG3525的PWMBuck三电平变换器的系统框图如图5所示。
图5 基于SG3525的PWMBuck三电平变换器3 实验结果和分析为验证基于SG3525的PWM Buck三电平变换器的控制可行性,选择合适的器件参数对电路进行了实验验证。
输入电压为DC90~180V,输出电压为DC48V,额定输出电流为4A,开关频率为50kHz。
图6所示的即为基于SG3525的PWM Buck三电平变换器的实验波形。
(a)ch1-死区波形;ch2-vgs1;ch3-vgs2(b)ch4-vcd;ch2-vgs1;ch1-vds1(c)ch1-vds2;ch2-vgs2;ch3-vab;ch4-vds1(d)ch1-Io;ch2-Vo图6 PWM Buck三电平变换器实验结果从图6中可以看出,采用SG3525来实现PWM Buck三电平变换器的控制是可行的。
图6(a)中,SG3525的两路输出vgs1及vgs2的最大占空比约为%。
死区时间可以根据电路需要任意调节。
在PWM Buck三电平变换器中,开关频率为50kHz,从图中可以看出驱动信号的频率即为所需。
要实现对驱动信号频率的调节也变得非常简单,只需要调节SG3525的振荡器频率即可。
图6(b)中,输入电压Vin为DC120V,恒流电子Io负载为4A。
vcd为隔直电容Cb 两端的电压波形,其平均值为Vin/2,即为输入电压的一半。
实验中,vcd的波形有微小的尖峰。
这是由开关管S2的开通和关断所引起的。
vgs1为开关管S1的驱动波形。
vds1为开关管S1工作时的漏源极电压波形,开通及关断时刻没有大的尖峰,对开关管而言是比较理想的波形。
图6(c)中,输入电压Vin为DC 120V,恒流电子负载Io为4A。
由vds1和vds2的波形可以明显看出两个开关管的工作情况:开关管S1和S2互补导通,而且有共同关断的时段,此间由二极管D1和D2续流,很好地验证了本文中所分析的4个模态的工作情况。
vgs2即为开关管S2的驱动波形。
vab为三电平波形,可见其频率为开关频率的2倍。
从而大大减小了滤波元件的大小。
文献[3][4]详细分析了一类零电压零电流开关复合式全桥三电平DC/DC变换器,该变换器的输出整流电压高频交流分量很小,可以减小输出滤波器,改善变换器的动态性能;同时其输入电流脉动很小,可以减小输入滤波器。
文献[1]详细论述了Buck三电平变换器和传统的Buck变换器中滤波器的参数设计的分析和比较。
图6(d)中,输入电压为DC 120V。
图中示意了恒流电子负载Io从2A跳变到4A 时,输出电压Vo的瞬态响应曲线。
可以看出该PWM Buck三电平变换器电路的抗负载扰动能力比较强,可以较快地稳定在额定输出的电压值Vo=48V上。
4 结语本文首先简要论述了三电平变换器拓扑的推导过程;接着介绍了Buck三电平变换器的主电路拓扑及其在占空比小于50%时的4个工作模态。
详细分析了如何基于电压调节芯片SG3525来实现PWM Buck三电平变换器的控制。
最后用实验证明了基于SG3525来实现对PWM Buck三电平变换器的控制是行之有效的,可以大大减小由分立元件实现所带来的三电平波形不对称的问题,方法简单。
同样,基于SG3525的电压控制方法可以推广到其它非隔离型的PWM三电平变换器中。