畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于sg3524芯片開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0lμF~0． 47μF，主要用來(lái)濾除串模干擾。 C3和 C4跨接在輸出 端，并將電容器的重點(diǎn)接通大地，能有效地抑制共模干擾。 C3和 C4的容量范圍是 2200pF~。為減少漏電流，電容器量不宜超過(guò) 。 C1~C4的耐壓值均為 630VDC或 250VAC。 [6] 表 電感量范圍與額定電流的關(guān)系 額定電流 I(A) 1 3 6 10 12 15 電感量范圍 L(mH) 8~23 2~4 ~ ~ ~ ~ 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 14 頁(yè) 共 33 頁(yè) 5 推挽變換器 推挽變換器是一種相當(dāng)于兩個(gè)正激變換器的組合。兩個(gè)變換器輪流互補(bǔ)工作。變壓器一次側(cè)帶中心抽頭的兩個(gè)繞組隨各自連接的磁芯工作在磁化曲線的第一象限和第三象限，完成磁化和去磁功能。它同半橋、全橋變換器一樣，都屬于雙極性變換器。 電路結(jié)構(gòu) 推挽式變換器可分電流型、電壓型兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它們的主要區(qū)別是電流型的輸入級(jí)需要增加一個(gè)大電感 L，但不需要輸出濾波電感；而電壓型的輸入級(jí)沒(méi)有大電感，但輸出級(jí)必須接濾波電感 L。 其典型電路結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 推挽變換器的電路結(jié)構(gòu) 開(kāi)關(guān)管 VT VT 變壓器 T1組成推挽逆變電路，將直流輸入變換成高頻方波脈沖。脈沖的頻率由 PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率決定。并聯(lián)于開(kāi)關(guān)管兩端的二極管僅流過(guò)磁芯復(fù)位時(shí)的磁化電流。二次側(cè)輸出的高頻正負(fù)脈沖電壓經(jīng)二級(jí)管 VD VD2整流成二倍于開(kāi)關(guān)頻率的正向脈沖，再經(jīng) L、 CO租成的濾波電路平滑高頻 ，輸出負(fù)載 RL 上產(chǎn)生具有 2fs 紋波的直流輸出電壓 。采用推挽式變換器時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)更多的二次繞組，能產(chǎn)生多路輸出電壓 (含負(fù)壓輸出 )。 工作原理 推挽變換器在一個(gè)周期 TS內(nèi)， 開(kāi)關(guān)管 VT VT2各交替輪流導(dǎo)通一次，設(shè)每管的導(dǎo)通時(shí)間為 TON， 占空比/2ONSTD T?即 12ON ST DT?， ? ?1 12OFF ST D T??。 在這里 D、 TON、TOFF的含義發(fā)生了變化，是在半周期內(nèi)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通、關(guān)斷一次，不像單端變換器那樣，開(kāi)關(guān)管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通和關(guān)斷一次。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 15 頁(yè) 共 33 頁(yè) 6 PWM 控制芯片 SG3524 SG3524 為雙端輸出式 PWM 控制器 ， 其屬于雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，由電壓控制環(huán)河電流控制環(huán)組成 ， 屬于數(shù)字、模 擬混合型集成電路。該芯片由頻率可在較寬范圍內(nèi)預(yù)調(diào)的固定頻率振蕩器、占空比可在 0~100%之間調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制器、死區(qū)時(shí)間校準(zhǔn)器、雙路功率輸出的三極管電路、誤差放大器、精密參考電壓源一節(jié)禁止、緩啟動(dòng)、過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)電路等組成。 SG3524 的 特點(diǎn) 及性能 特點(diǎn)： (1) 完整的 PWM 功率 控制功能 。 (2) 工作頻率大于 100KHz。 (3) 集電極、發(fā)射極均為開(kāi)路輸出，最大輸出 電流 達(dá) 100mA。 (4) 負(fù)載調(diào)整率典型值為 ％ 。 (5) 內(nèi)部基準(zhǔn) 電壓 變化最大為 1％ 。 (6) 工作電壓范圍為 8V～ 40V。 (7) 工作溫度為 10℃ ～ +85℃ 。 主要性能 電壓控制脈寬調(diào)制技術(shù) ， 數(shù)字、模擬混合集成電路 ， 片內(nèi)含有精確的參考電壓源和誤差放大器 ， 具有過(guò)流和短路保護(hù)功能 ， PWM 占空比可任意調(diào)節(jié) ， 輸入與 TTL和CMOS 電平兼容 ， 雙通道脈寬調(diào)制輸出、易與微機(jī)接口 ， 電源電壓 (8V~40V)， 電源電流 (20mA)， 占空比 (0~49%)， 輸出電流 (2 100 mA)， 震蕩頻率 (400kHz)。 SG3524 的原理 SG3524 引腳簡(jiǎn)介 SG3524 采用 DIP16 封裝，引腳排列如圖 所示。 各引腳功能如下：第 2 腳分別為誤差放 大器的反相輸入端與同相輸入端。第 3 腳是振蕩器輸出端。第 5 腳依次是限流比較器檢測(cè)端。第 7 腳分別接定時(shí)電阻 (RT)和定時(shí)電容 (CT)。第 8 腳為接地端。第 9 腳為誤差放大器的頻率補(bǔ)償端。第 l0 腳為關(guān)斷電路控制端．改變此腳電位就可控制 PWM 的通斷。第 1 14 腳為輸出管 EA、 EB的發(fā)射極。第 l l3 腳為輸出管的集電極；第 l5 腳為電源輸入端，接 +5V～ +30V。第 l6 腳為 +5V 基準(zhǔn)電壓引出端。 SG3524 芯片引腳功能說(shuō)明見(jiàn)表 。 [7] 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 16 頁(yè) 共 33 頁(yè) 圖 SG3524 的引腳排列圖 表 SG3524 引腳 功能說(shuō)明 引腳 符號(hào) 功能 1 INV 反相輸入引腳 2 N,INV 同相輸入引腳 3 OSC 振蕩器輸出引腳 4 +CL 檢測(cè)引腳 (+CL) 5 –CL 檢測(cè)引腳 (–CL) 6 RT 積分電阻引腳 7 CT 積分電容引腳 8 GND 地線 9 COMP 補(bǔ)償引腳 10 SD 關(guān)閉 (停止 )引腳 11 EA 發(fā)射極 (A)引腳 12 CA 集電極 (A)引腳 13 CB 發(fā)射極 (B)引腳 14 EB 集電極 (B)引腳 15 VIN 輸入電壓引腳 16 VREF 參考電壓引腳 工作描述 SG3524 的內(nèi)部框圖如圖 所示。主要包含 9 個(gè)部分： +5v 穩(wěn)壓器和基準(zhǔn)電源；振蕩器；誤差放大器： PWM 比較器；限流比較器；二分頻觸發(fā)器；或非門 (A、 B)；推挽式驅(qū)動(dòng)管（ VTA、 VTB） ； 關(guān)斷電路。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 17 頁(yè) 共 33 頁(yè) 圖 SG3524 內(nèi)部組成原理 穩(wěn)壓器與基準(zhǔn)電壓源實(shí)質(zhì)上是一個(gè)小功率串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，輸出電壓為 +5V， 向芯片內(nèi)各單元供電，也對(duì)外提供基準(zhǔn)電壓，最大輸出電流為 20mA。振蕩器一方面產(chǎn)生幅度為 ～ 的連續(xù)鋸齒波電壓 U直接輸入到脈寬調(diào)制器的同相輸入端，另一方面又向觸發(fā) 器和或非門提供一個(gè)同步方波 U2并從 3 腳輸出。振蕩頻率 f，由下式?jīng)Q定： TTf RC? () RT 的阻值范圍是 kΩ~100kΩ， CT=~， 最高震蕩頻率為 300kHz。 取樣電壓和基準(zhǔn)電壓分別接入管腳 l 和 2，經(jīng)誤差放大器放大后，輸出控制電壓U3，接入 PWM 調(diào)制器反相輸入端，與其同相輸入端的鋸齒波電壓進(jìn)行比較，輸出一個(gè)寬度受控制電壓 U3調(diào)制的方波脈沖 U4，送至兩個(gè)或非門的輸入端，同時(shí)來(lái)自振蕩器的同步方波脈沖 U2經(jīng)二分頻觸發(fā)器輸出兩路相 位互差 180。的方波脈沖也送至兩或非門的輸入端。因觸發(fā)器有二分頻作用，故開(kāi)關(guān)頻率 f’=f/2 。或非門為三路輸入信號(hào)，它們分別是觸發(fā)器、振蕩器和 PWM 比較器的輸出信號(hào)，其特點(diǎn)是：只有三路輸入信號(hào)均為低電平時(shí)，輸出才為高電平，工作波形如圖 所示。由波形圖可見(jiàn)，觸發(fā)器的兩路輸出脈沖互補(bǔ)，但在兩路輸入脈沖問(wèn)至少存在有寬度為 ～ 5μs 的同步方波脈沖 U2，從而保證兩個(gè)或非門輸出脈沖錯(cuò)開(kāi)一定角度，不會(huì)造成輸出管 ―類同導(dǎo)通 ‖ 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 18 頁(yè) 共 33 頁(yè) 現(xiàn)象，雙端輸出時(shí)每路占空比的調(diào)節(jié)范圍是 0～ 45%。當(dāng)電源出現(xiàn)異常或出于某種需要，在第 10 腳加大于 的電壓，就能使關(guān)斷電路中的晶體管飽和，所拉成低電平使 PWM 輸出高電平， VA、 VB 因沒(méi)有輸入脈沖而截止。第 10 腳為低電平時(shí)， PWM恢復(fù)正常工作。 圖 SG3524 的 工作波形 技術(shù)參數(shù) 極限參數(shù) 電源電壓 (VCC) ： +40V 邏輯輸入： ~+ 模擬輸入： ~VCC 輸出電流（源電流或吸電流）： 177。500mA（峰值） 參考輸出電流： 50mA 振蕩器充電電流： 5mA 功耗： 1W 結(jié)溫： +150℃ 儲(chǔ)存溫度： 65℃ ~+150℃ 引線焊接溫 度： +300℃ 推薦工作狀態(tài) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 19 頁(yè) 共 33 頁(yè) 推薦工作狀態(tài) 如表 所示。 表 推薦工作狀態(tài) 參數(shù)名稱 符號(hào) 最小值 典型值 最大值 單位 電源電壓 VCC + +35 V 電源電流 ICC 14 20 mA 輸出電流（源或吸） IO 0 177。100 mA 參考輸出電壓 VREF V 參考輸出電流 IREF 0 20 mA 震蕩頻率范圍 fOSC 400 kHz 振蕩器定時(shí)電阻 RT 150 KΩ 振蕩器定時(shí)電容 CT μF 工作溫度 TA 0 +70 ℃ 參考輸出電壓 VREF V 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 20 頁(yè) 共 33 頁(yè) 7 SG3524 芯片開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì) 控制方式不限，輸入電壓 AC180~250V，輸出電壓 DC177。5V、 177。12V，輸出功率 35W，輸出電壓波紋系數(shù) 2%，