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脈沖寬度調(diào)制（PWM），是英文“Pulse WidthModulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)就是用一連串的脈沖信號（PWM信號）代替正弦信號。其具有諧波小，響應快的優(yōu)點。
簡單的說，比如你有5V電源，要控制一臺燈的亮度，有一個傳統(tǒng)辦法，就是串聯(lián)一個可調(diào)電阻，改變電阻，燈的亮度就會改變。還有一個辦法，就是PWM調(diào)節(jié)。不用串聯(lián)電阻，而是串聯(lián)一個開關(guān)。假設(shè)在1秒內(nèi)，有0.5秒的時間開關(guān)是打開的，0.5秒關(guān)閉，那么燈就亮0.5秒，滅0.5秒。這樣持續(xù)下去，燈就會閃爍。
如果把頻率調(diào)高一點，比如是1毫秒，0.5毫秒開，0.5毫秒滅，那么燈的閃爍頻率就很高。我們知道，閃爍頻率超過一定值，人眼就會感覺不到。所以，這時你看不到燈的閃爍，只看到燈的亮度只有原來的一半。同理，如果1毫秒內(nèi)，0.1毫秒開，0.9毫秒滅，那么，燈的亮度就只有原來的10分之一。這就是PWM的基本原理。
SG3525集成芯片構(gòu)成PWM發(fā)生器電路詳解
實驗電路中，驅(qū)動開關(guān)管的PWM信號由專用PWM控制集成芯片SG3525產(chǎn)生（美國Silicon General公司生產(chǎn)），PWM信號發(fā)生器電路如圖2所示。
SG3525采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案，內(nèi)部包含有精密基準源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護電路等。調(diào)節(jié)Ur的大小，在OUTA、OUTB兩端可輸出兩個幅度相等、頻率相等、相位相差一個周期、占空比可調(diào)的矩形波（即PWM信號）。它適用于各開關(guān)電源、斬波器的控制。占空比控制端Ur與輸出端OUTA、OUTB兩端波形圖如圖3所示。
SG3525是電流控制型PWM控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照所接反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信號與誤差放大器輸出信號進行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負載調(diào)整率和瞬態(tài)響應特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。
SG3525芯片內(nèi)部功能框圖如圖4所示。
各引腳功能如下所述：
1．Inv.input（引腳1）：誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補償信號輸入端（引腳9）相連，可構(gòu)成跟隨器。
2．Noninv.input（引腳2）：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號。根據(jù)需要，在該端與補償信號輸入端（引腳9）之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器。
3．Sync（引腳3）：振蕩器外接同步信號輸入端。該端接外部同步脈沖信號可實現(xiàn)與外電路同步。
4．OSC.Output（引腳4）：振蕩器輸出端。 5．CT（引腳5）：振蕩器定時電容接入端。 6．RT（引腳6）：振蕩器定時電阻接入端。
7．Discharge（引腳7）：振蕩器放電端。該端與引腳5之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。
8．Soft-Start（引腳8）：軟啟動電容接入端。該端通常接一只軟啟動電容。 9．Compensation（引腳9）：PWM比較器補償信號輸入端。在該端與引腳2之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。
10．Shutdown（引腳10）：外部關(guān)斷信號輸入端。該端接高電平時控制器輸出被禁止。該端可與保護電路相連，以實現(xiàn)故障保護。
11．Output A（引腳11）：輸出端A。引腳11和引腳14是兩路互補輸出端。 12．Ground（引腳12）：信號地。
13．Vc（引腳13）：輸出級偏置電壓接入端。
14．Output B（引腳14）：輸出端B。引腳14和引腳11是兩路互補輸出端。 15．Vcc（引腳15）：偏置電源接入端。
16．Vref（引腳16）：基準電源輸出端。該端可輸出一個溫度穩(wěn)定性極好的基準電壓。
SG3525芯片特點如下所述： 1．工作電壓范圍寬：8—35V。 2．5.1（1 1.0%）V微調(diào)基準電源。
3．振蕩器工作頻率范圍寬：100Hz—400KHz。 4．具有振蕩器外部同步功能。 5．死區(qū)時間可調(diào)。 6．內(nèi)置軟啟動電路。
7．具有輸入欠電壓鎖定功能。 8．具有PWM瑣存功能，禁止多脈沖。 9．逐個脈沖關(guān)斷。
10．雙路輸出（灌電流/拉電流）： 200mA（峰值）。
?SG3525的工作原理
SG3525 內(nèi)置了5.1V精密基準電源，微調(diào)至 1.0%，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組。SG3525還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時鐘信號同步，為設(shè)計提供了極大的靈活性。在CT引腳和Discharge引腳之間加入一個電阻就可以實現(xiàn)對死區(qū)時間的調(diào)節(jié)功能。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。
SG3525的軟啟動接入端（引腳8）上通常接一個軟啟動電容。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。此時，PWM瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個或非門加到輸出晶體管上，使之無法導通。只有軟啟動電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時， SG3525才開始工作。由于實際中，基準電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。當輸出電壓因輸入電壓的升高或負載的變化而升高時，誤差放大器的輸出將減小，這將導致PWM比較器輸出為正的時間變長，PWM瑣存器輸出高電平的時間也變長，因此輸出晶體管的導通時間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。反之亦然。
外接關(guān)斷信號對輸出級和軟啟動電路都起作用。當 Shutdown（引腳10）上的信號為高電平時，PWM瑣存器將立即動作，禁止SG3525的輸出，同時，軟啟動電容將開始放電。如果該高電平持續(xù)，軟啟動電容將充分放電，直到關(guān)斷信號結(jié)束，才重新進入軟啟動過程。注意，Shutdown引腳不能懸空，應通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號耦合而影響SG3525的正常工作。
欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級和軟啟動電路。如果輸入電壓過低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時，軟啟動電容將開始放電。
此外，SG3525還具有以下功能，即無論因為什么原因造成PWM脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個時鐘信號到來，PWM瑣存器才被復位。
SG3525的震蕩頻率由下式進行計算：
同步端（引腳3）主要用于多只SG3525之間的外部同步，同步脈沖的頻率應比震蕩頻率FOSC略低一些。
在單端變換器應用中，SG3525的兩個輸出端應接地，如圖5所示。
當輸出晶體管開通時，R1上會有電流流過，R1上的壓降將使VT1導通。因此VT1是在SG3525內(nèi)部的輸出晶體管導通時間內(nèi)導通的，因此其開關(guān)頻率等于SG3525內(nèi)部振蕩器的頻率。
當采用推挽式輸出時，應采用如下結(jié)構(gòu)，如圖6所示。VT1和VT2分別由SG3525的輸出端A和輸出端B輸出的正向驅(qū)動電流驅(qū)動。電阻R2和R3是限流電阻，是為了防止注入VT1和VT2的正向基極電流超出控制器所允許的輸出電流。C1和C2是加速電容，起到加速VT1和VT2導通的作用。
由于SG3525的輸出驅(qū)動電路是低阻抗的，而功率MOSFET的輸入阻抗很高，因此輸出端A和輸出端B與VT1和VT2柵極之間無須串接限流電阻和加速電容，就可以直接推動功率MOSFET，如圖7所示。
另外，SG3525還能夠直接驅(qū)動半橋變換器中的小功率變壓器。如果變壓器一次繞組的兩端分別直接接到SG3525的兩個輸出端上，則在死區(qū)時間內(nèi)可以實現(xiàn)變壓器的自動復位，如圖8所示。
工商網(wǎng)監(jiān)
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