3525恒流源电路的原理

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。

3525的工作原理

3525是一种设备，其工作原理如下：

3525的工作原理首先是基于其内部的电路和机制。它包含了一系列的电子元件，例如电容器、电阻器、晶体管等。这些元件通过相互连接、搭配和控制，完成特定的功能。

其次，3525通过外界提供的电源进行工作。电源的输入电压经过内部的变换电路，将其转换为适合3525工作的电压和电流。这些电压和电流会被分配给不同的电子元件，用于实现不同的功能。

再次，3525能够根据特定的输入信号进行控制。例如，当输入信号达到特定的阈值时，3525会根据预设的逻辑规则进行处理，并输出相应的信号。这个过程通常通过内部的逻辑电路来实现。

另外，3525还可能包含模拟信号处理的功能。例如，它可以对输入的模拟信号进行放大、滤波、采样等处理，然后通过内部的模拟电路输出经过处理后的信号。

总之，3525的工作原理是基于其内部的电路和机制，通过提供的电源和输入信号进行控制，实现不同的功能和处理。这些功能和处理能够满足特定的需求和要求，例如信号处理、控制系统等。

SG3525恒流源设计

2 双环控制原理及其实现

2.1 电压电流双环控制

传统的方法采用电压模式单闭环控制，这种控制方法响应较慢，也不能对功率器件进行实时电流限制，为了实现电压电流可控，平均电流模式采用双闭环控制，其内环控制输出的平均电流，外环控制输出电压，提高了系统响应速度。

2.2 控制电路设计

采用集成芯片SG3525外加运放构成平均电流模式控制电路，并用外加逻辑电路的方式形成有限双极性控制的4路控制信号。如图8所示。

(1)外环控制 电压给定信号与输出电压反馈信号经运放U1补偿比较得Ue，接到SG3525的内部误差放人器正相输入端的脚2。当输出电流超过给定限流值时，D11导通，Ue被箝在给定限流值上。

(2)内环控制 采样电阻检测输出电流，并通过电流检测放大器得电流反馈信号。接到SG3525的内部误差放大器反相输入端的脚1，与Ue进行比较。SG3525的脚9为反馈补偿端。

(3)有限双极性控制 SG3525的脚4为同步信号输出，该信号作为D触发器(U3)的时钟信号，U3的Q端(脚1)和Q端(脚2)即可得到占空比为50％、相位相差180°的两组脉冲，S11、S12用于控制死区时间。

3 仿真与实验验证

这种有限双极性控制的ZVZCS PWM全桥变换器，已应用到一种15KW（300V/50A）电源模块的设计当中。其主要技术参数如下。

输入DC 430～650V直流；

输出DC 170～340V：DC0～50A；

开关工作频率20kHz；

死区时间1 μs；

隔直电容Cb=4 μF；

IGBT并联电容C1=C2=22nF；

变压器原副边匝数比为15：13；

输出滤波电感0.15mH； 输出滤波电容2200μF。

高效数控恒流源（UC3525）

基于UC3525的高效数控恒流源的设计

摘要：研究了一种适合宽负载条件运行的有限双极性控制方法并配合饱和电感和隔直电容实现ZVZCS PWM的全桥变换器，分析了其工作过程及主开关器件实现ZVZCS的约束条件。最后通过具体的功率实验．验证了该控制方法在较宽负载范围条件下实现软开关的能力。

关键词：有限双极性控制；零电压零电流开关；饱和电感；全桥变换器

引言

全桥移相ZVS变换器近年来得到了广泛关注，在中大功率的通讯电源和电力操作电源中得到广泛的应用。然而，这种控制方法有以下几个明显的缺点。

(1)滞后臂开关管在轻载下将失去零电压开关功能；

(2)为了实现滞后臂的ZVS，必须在电路中串联电感，这会引起占空比丢失，增人了原边电流定额；

(3)原边存在较大环流，增加了系统通态损耗。

为了解决这些问题，人们针对IGBT拖尾电流大的特点义提出了全桥移相ZVZCS变换器。其主要思路是超前臂实现ZVS，滞后臂实现ZCS，从而从根本上解决了原先全桥移相ZVS变换器中滞后臂零电压开关困难的问题。由于不需要外加电感，占空比丢失问题随之解决，环流也大大减小。实现滞后臂的ZCS目前主要有以下几种办法。

(1)副边有源箝位的ZVZCS方法，但增加了成本，并由于需要复杂的隔离驱动而降低了可靠性；

(2)副边无源箝位和原边无源箝位；

(3)利用IGBT的反向雪崩击穿电压；

(4)原边串联饱和电感和隔直阻断电容。

但移相控制本身还有一个难以克服的缺点，即死区时间不好调整。当负载较重时，由于环流大，超前臂功率管上并联的电容放电较快，因此实现零电压导通比较容易，但当负载较轻时，超前臂功率管上并联的电容放电很慢，超前桥臂的开关管必须延时很长时间才能实现ZVS导通。传统的移相控制很难调整这个死区时间。

本文研究了一种名为有限双极性控制的控制方法，配合上面介绍的原边串联饱和电感和隔直电容的ZVZCS PWM全桥拓扑，可以在很宽的负载范围内实现超前臂的ZVS和滞后臂的ZCS。