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Silicon General公司推出的PWM控制器，它的输出级采用推挽电路，双通道输出，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。

图3—9 SG3525引脚排列图

各引脚名称、功能和用法如表3—2所示。

SG3525的引脚排列如图3—9所示，内部结构如图3—10所示。

图3—10 SG3525内部结构图

表3—2 SG3525引脚的名称、功能和用法

续表

SG3525芯片内部集成了精密基准电源、误差放大器、带同步功PWM锁存器、软启动电路、关断电路和欠压锁定电路。

能的振荡器、脉冲同步触发器、图腾柱式输出晶体管、PWM比较器、

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C T端(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。振荡器输出的时钟信号触发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。误差放大器的输出信号与振荡器输出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出时，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 锁存器的输出分频，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5μF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比较器输出为高电平。此时，PWM锁存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，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。

图3—11 SG3525的工作原理波形 2. 关断操作

通过引脚⑩(关断端)来关闭SG3525的输出。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150μA，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SG3525的输出。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100μA的电流就可关断输出。

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R T和C T的关系，图3—14则为振荡器放电时间与R D和C T的关系。

振荡频率由下式决定

式中，T CHG为电容C T的充电时间，C T充电时，PWM控制器的一个输出驱动器工作在导通(高电平)状态，T D为两个输出驱动器都处于关断(低电平)状态时的死区时间。T CHG与R T和C T的乘积成正比，T D与R D和C T的乘积成正比，于是振荡频率可计算为

设计时，根据死区时间T D按图3—14确定R D和C T，然后代入上式计算R T。

图3—12 SG3525振荡器原理图

图3—13 振荡器充电时间与R T和C T的关系 4. 输出与驱动电路

SG3525有两种输出方式，即单端输出和推挽输出。单端输出时，引脚(13)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，引脚(11)和引脚(14)共同接地。推挽输出时，引脚(13)为输出级偏置电压接入端，直接接用户提供的输出级电源。

单端输出电路如图3—15所示。当SG3525内部的输出晶体管导通时，R1上会有电流流过，R1上的压降将使Q1导通。因此，Q1是在SG3525内部的输出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。

采用推挽式输出驱动功率晶体管的电路如图3—16所示。Q1和Q2分别由SG3525 的输出端A和输出端B输出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的正向基极电流超出控制器所允许的输出电流。C1和C2是加速电容，起到加速Q1和Q2导通的作用。

图3—14 振荡器放电时间与R D和C T的关系

图3—15 单端输出

图3—16 推挽输出

采用推挽式输出驱动功率MOSFET的电路如图3—17所示。由于SG3525的输出驱动电路是低阻抗的，而功率MOSFET的输入阻抗很高，因此，输出端A和输出端B与Q1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的两个输出端上，则在死区时间内可以实现驱

动变压器磁芯的自动复位。

图3—17 SG3525直接驱动MOSFET

图3—18 SG3525隔离驱动MOSFET