SG3525工作原理以及输出电路驱动电路

3.2电压型PWM控制器SG3525字体［大］［中］［小］SG3525是美国SiliconGeneral公司推岀的PWM控制器，它的输岀级采用推挽电路，双通道输岀，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。Inv,Input]16Noninv.kip<A2"islvccJSync314OutputsOSC.Output413VcCT5Groundfl『611OutputADischarg6/10ShutdownCsoft-Slart89Compensation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。15V(x0-4—12

Ground1＞刘内部电推OSCOutputOO0NoninaInpulGsdrsiariShutdown14输出靖BCompensationmInpul°TDischargeSyncRT13调*器16r~歸川瑞A—用.疋出

欠裁輪图3-10SG3525内部结构图表3-2SG3525引脚的名称、功能和用法

引脚代号名称功能和用苗①INV,Input谋基放大器反相输人端该端通过一个电阻接反馈借号同时该端与⑨脚之间接人不同类舉的反馈网络.町以构成比柳h比例积分和眼分等类製的调节器②Noninv.Input谋差放犬器同榕输人端引脚②通过，个电亂接蛤宦信号.给定信号由塞淮电压分压获得③Sync作输人时・该端橫外部同步眛冲倍号可实现与外电路同步。作输出时，谏端输出一牛方液信号OSGOutput摭荡器输岀端该端输出一个方波信号.可柞为其他控制芯片的同步信号⑤CT定时电容端掘荡器定时电容的连接端⑥Rt定肘电阻端振務踣定时电阴的连接端Dt^chargpCT放电端该端号引脚⑤之间外接一只放电电阻T构成&放电回路，放电时间为死区时间^■Scrfl-Surt软启动端谀端適常接「只亍汕的软启功电容口软启动时间与谏电容值的大小成正比续表引脚代号呂称功能和用法⑨CumpenEalEon谋差放大器输岀端在谏端与引脚①■之间接人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⑩Shutdown搜断端该端接高电乎时，控制器输出将被禁止。该端可以与保护电路相连.以实现故障保护⑪OutputA输出端A推挽输岀肘.接功率汗关管的驱动模块。单端输岀时.与引脚⑭共同接地⑫Ground接地端信号地vt集电扱电压躺推挽输出时，为输出级偏匡电压接人端'直接接用户捷拱的输出缱电頤「单端输出对*通过一只电阻接用户提供的输出级电源，并作为单端脉冲输出端⑭OutputS输出端E推挽箱出时.接功率开关管的骑动橈块。单端输出时.与引脚⑪共同接地©V口芯片工惟电源端接芯片工作电ffilF.fi端c除了芯片输出级外，为芯片其余制井提供工作电諒⑯J基准电压雉出端该舞可输出一温度程定性扱好的5一1¥基准电压。典型输出电流加mASG3525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、图腾柱式输岀晶体管、PWM比较器、PWM锁存器、软启动电路、关断电路和欠压锁定电路。芯片芯片+5.1V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CT^（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。振荡器输岀的时钟信号触发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。误差放大器的输岀信号与振荡器输岀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岀时，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锁存器的输岀分频，得到占空比为0.5、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5pF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比较器输岀为高电平。此时，PWM锁存器的输岀也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输岀晶体管上，使之无法导通。只有当软启动电容的充电电压使引脚⑧处于高电平时，SG3525才能开始工作。三角波电压（引脚⑤）f慈放大器输出电压｛引脚⑨｝F/PQLatchQOSCOutput（引脚④｝三角波电压（引脚⑤）f慈放大器输出电压｛引脚⑨｝F/PQLatchQOSCOutput（引脚④｝F/FQf5WM比较一［；器输出电压OutputA（引脚⑪）OutputB（引脚⑭）图3—11SG3525的工作原理波形图3—11SG3525的工作原理波形2.关断操作通过引脚⑩（关断端）来关闭SG3525的输岀。当引脚⑩上的信号为高电平时，可以实现两个功能：PWM锁存器立即动作，同时软启动电容开始放电。放电电流只有150pA，如果关断信号为短暂的高电平，PWM信号将被中止，但此时软启动电容没有明显的放电过程。利用这个特点，可以很容易地实现逐个脉冲限幅。但是，如果引脚⑩上的高电平维持较长的时间，软启动电容将充分放电，当关断信号结束时，将进入软启动过程。特别要注意的是引脚⑩不应悬空，因为从该脚耦合进来的噪音信号将影响电路的正常工作。也可以用补偿和软启动引脚来关断也可以用补偿和软启动引脚来关断SG3525的输岀。由于补偿和软启动引脚内部都有上拉电流源，当外部电路有下拉信号时，最大只需吸收100pA的电流就可关断输岀。3.振荡器振荡器原理如图3—12大只需吸收100pA的电流就可关断输岀。3.振荡器振荡器原理如图3—12所示。图3—13为振荡器充电时间与Rt和CT的关系，图3—14则为振荡器放电时间与RD和CT的关系。振荡频率由下式决定式中，Tchg为电容CT的充电时间，CT充电时，PWM控制器的一个输岀驱动器工作在导通（高电平）状态，TD为两个输岀驱动器都处于关断（低电平）状态时的死区时间。TChg与J和CT的乘积成正比，TD与RD和CT的乘积成正比，于是振荡频率可计算为f-1入一（07/?t+3/?d）Ct设计时，根据死区时间TD按图3—14确定RD和CT，然后代入上式计算J。图3—12SG3525振荡器原理图皿QoooO皿QoooO2011052152』2』5.010205010020050010002000500010000图3—13振荡器充电时间与Rt和CT的关系4.输出与驱动电路SG3525有两种输岀方式，即单端输岀和推挽输岀。单端输岀时，引脚(13)通过一只电阻接用户提供的输岀级电源，并作为单端脉冲输岀端，弓I脚(11)和引脚(14)共同接地。推挽输岀时，引脚(13)为输岀级偏置电压接入端，直接接用户提供的输岀级电源。单端输岀电路如图3—15所示。当SG3525内部的输岀晶体管导通时，Rt上会有电流流过，Rt上的压降将使Qt导通。因此，Qi是在SG3525内部的输岀晶体管导通时间内导通的，其开关频率与SG3525内部振荡器的频率相同。采用推挽式输岀驱动功率晶体管的电路如图3—16所示。Qi和Q2分别由SG3525的输岀端A和输岀端B输岀的正向驱动电流驱动。电阻R2和R3是限流电阻，用来防止注入Q1和Q2的正向基极电流超岀控制器所允许的输岀电流。C1和C2是加速电容，起到加速Qi和Q2导通的作用。图3-14振荡器放电时间与Rd和J的关系+*supplyd13Vc111ASG3525A14B-oGndil2图3-15单端输岀图3—16推挽输岀采用推挽式输岀驱动功率MOSFET的电路如图3—17所示。由于SG3525的输岀驱动电路是低阻抗的，而功率MOSFET的输入阻抗很高，因此，输岀端A和输岀端B与Qi和Q2之间无须串接限流电阻和加速电容，就可以直接驱动功率MOSFET。另外，在半桥变换器的应用中，SG3525可用于上下桥臂功率MOSFET的隔离驱动，如图3—18所示。如果驱动变压器原边绕组的两端分别接到SG3525的两个输