一种基于PWM的半桥型开关电源（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）第6卷第2期沙洲职业工学院学报Vol.6,No.22003年12月JournalofShazhouPolytechnicalInstituteofTechnologyDec.,2003一种基于PWM的半桥型开关电源①郭炯杰(沙洲职业工学院,张家港215600摘要:主要介绍了由SG3525组成的半桥型开关稳压电路的结构和工作原理,阐述了PWM集成电路SG3525的特性和主要功能。实践表明:该系统工作稳定,运行效果良好。关键词:SG3525;PWM;开关稳压电路中图分类号:TP17文献标识码:A文章编号:1009-8429(200302-0016-03随着电力电子技术的发展,各种大功率全控型器件相继问世,其中MOS型功率晶体管发展非常迅速,由于它具有高耐压、低驱动功率、良好的频率响应特性和开关时间短等优点,在许多方面可替代双极型晶体管,其工作频率可提高到200KHz以上,常常在开关稳压电源和直流斩波电路中用作开关管。开关管的控制方式采用脉冲宽度调制(PWM方式。美国硅通用电气公司设计了适用于高频功率MOS管驱动的第二代集成电路脉冲宽度控制器,其中SG3525可用于驱动N沟道的功率MOS管。本文将介绍用该集成电路组成的半桥型开关稳压电源,SG3525的电路结构、主要特性和该集成电路在半桥型开关电源中的具体应用。1SG3525的主要特性和工作原理SG3525是在SG3524的基础上改进而来的,它克服了SG3524的不足,成为第二代集成电路脉冲宽度调制器。它采用了DIP16封装,外型如图1所示。各引脚功能如下:1脚、2脚分别为误差放大器的反相输入端和同相输入端,3脚为同步输出端,4脚为振荡器输出,5脚、6脚分别外接内部振荡器的时基电容和电阻,7脚接放电电阻,8脚为软启动,9脚为误差放大器的频率补偿端,10脚为关断控制端,用于实现限流控制,11脚、14脚为输出端,12脚为接地端,13脚接输出管集电极电源,15脚接SG3525的工作电源,16脚为5.1V基准电压引出端。SG3525内部结构框图如图2所示,它在第一代脉宽调制芯片SG3524的基础上作了较大的改进,主要表现在以下几个方面:1.1电路中设置了欠电压锁定和限流关断电路。为了防止在欠电压状态下(U<8V有效地使输出保持在关断状态,电路中设置了欠电压封锁电路。当U>7.5V时,欠电压封锁电路就开始工作,其上限值为8V,但在电路达到8V前,电路各部分已进入正常工作状态,而当从8V下降到7.5V时,锁定电路又开始恢复工作,其中有0.5V的回差电压,用于消除钳位电路在阀值点处的振荡。在锁定电路工作期间,输出一高电平,加至组合逻辑门电路的输入端,以封锁PWM的脉冲信号。SG3525没有电流限制放大器,它采用了关断控制电路来进行限流控制,其中包括逐个脉冲的电流限制和输出电流的限流控制,只要将信号加于10脚就能实现限流控制。另外,10脚也可提供各种程序控制的需要。・61・①收稿日期:2003-09-27作者简介:郭炯杰(1948-,男,沙洲职业工学院机电工程系副教授。1.2改进了振荡电路。主要是将时基电容CT的放电电路与充电电源分开,单独设立引脚7,CT放电通过外接电阻RD来实现,改变RD即可改变CT的放电时间常数,从而也改变了死区时间,而CT的充电是由RT规定的内部电流源决定的。振荡器的振荡频率为:f=1CT(0.67Rr+1.3RD1.3输出电路的改进。SG3525输出级采用了图腾柱输出电路,它能使输出管更快地关断。V1由达林顿管组成,最大驱动能力为100mA,V2作为开关器件,在其导通时可以迅速把外接MOS管栅极上的电荷从它的集电极泄放至地,最大吸收电流为50mA。由图2结构框图可见,SG3525主要有基准稳压源、振荡器、误差放大器、PWM比较器和锁存器、分相器、或非门电路和图腾输出电路等几大部分组成。振荡器通过外接时基电容和电阻产生锯齿波振荡,同时产生时钟脉冲信号,该信号的脉冲宽度与锯齿波的下降沿相对应。时钟脉冲作为由T触发器组成的分相器的触发信号,用来产生误差为180°的一对方波信号UTQ和UTQ-。误差放大器是一个双级差分放大器,经差分放大的信号U1与振荡器输出的锯齿波电压U5加至PWM比较器的负、正输入端,比较器输出的调制信号经锁存后作为或非门电路的输入信号UP,或非门电路在正常情况下具有三路输入:即分相器的输出信号UTQ和UTQ-、PWM调制信号UP和时钟信号UC,或非门电路的输出UO1和UO2,即为图腾柱电路的驱动信号。相关各点的波形如图3所示。2SG3525在半桥型开关稳压电路中的应用半桥型开关电路的系统框图如