基于SG3525的开关电源设计

基于SG3525的开关电源设计

924090102565.gif" width=79 height=19> ，又因为驱动器振荡频率为20kHz ，所以选择磁芯型号为RM12。

          QUOTE  

变压器初级匝数的选择

根据已选的变压器知， QUOTE  ;由图4-5选磁通变化dB=800G;

可得出   =41.09 QUOTE  

已经确定 QUOTE  则可确定匝比Nm/，以得到所需的输出电压 QUOTE  。

有公式输出 QUOTE  的直流或平均电压为

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把已知参数带入上式得次级绕组匝数   QUOTE  

 

②      输出电感的设计

     输出电感不允许进入图连续工作模式。不连续模式是从电感阶梯下降至零开始的，这种情况会在直流电流下降至斜坡幅值dI的一半时发生。

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而 QUOTE  ，则有

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选取 QUOTE  ，使 QUOTE  及相应 QUOTE  最小时 QUOTE  为0.8T/2，于是

             QUOTE  

如果最小电流 QUOTE  规定为额度电流 QUOTE  的1/10，则

             QUOTE  

以上 QUOTE  的单位分别为亨利、伏特和秒； QUOTE  为最小输出电流， QUOTE  为额度输出电流，单位均为安培。

已知+代入上式得

             QUOTE  

③    输出电容的设计

   输出电容 QUOTE  的选择应满足最大输出纹波电压的要求。输出纹波几乎完全由滤波电容的ESR（等效串联电阻 QUOTE  ）的大小决定，而不是由电容本身的大小决定，纹波电压峰—峰值。

另外，对于铝电解电容器，在很大容值及额度电压范围内，其 QUOTE  铝电解电容 QUOTE  的范围是50。因此 QUOTE  可选为

        

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式中。 QUOTE  的单位为法拉，dI的单位为安培， QUOTE  的单位为伏特。

通过上式，可计算出电容 QUOTE  ，设计时可以用两个50V/1000μF的电解电容并联。

4.2.4  SG3525驱动电路

      SG3525 驱动电路的引脚连接图，如图4-5所示。

图4-5SG3525驱动电路

      1脚所接的电压值为从推挽变换器的输出整流滤波后得到的输出直流电压 QUOTE  的分压 QUOTE  ，2脚接入的电压值为16脚输出的基准电压的分压值，两脚的电压送入SG3525内部的误差放大器。5、6和7脚所接入的电阻和电容得大小确定了SG3525的工作频率。13脚是从稳压器接入输入芯片的工作电压。11和14脚为脉冲输出脚，输出的脉冲经过功率放大和变压隔离可以驱动开关管。

      5 脚外接定时电阻值为2 QUOTE  KΩ。

      6脚外接电容 QUOTE  为5脚与7脚之间跨接电阻）

              QUOTE  

                QUOTE  

                QUOTE  

4.2.5  过流保护电路

     过流保护的输入端接输出直流电压端，此电路的作用是根据输入的电流、电压值，输出相应的电流、电压值与SG3525驱动电路的管脚相连，可以控制输出电流、电压过大的情况。

图4-6 过流保护电路

     集成控制器SG3525内部的T晶体管的基极是经一电阻连接到10引脚。过流保护检测到的故障信号可使10脚为高平，当Shutdown（引脚10）上的信号为高电平时，PWM锁存器将立即动作以禁止SG3525 的输出，同时，软启动电容将开始放电，直到关断信号结束，然后重新进入软启动过程。

4.3 整流电路的分析

      整体电路的电路图如图4-7所示，它由6个分模块组成分别为单向桥式整流电容滤波电路、输出纹波电压减小电路、SG3525驱动电路和过流保护电路，每个模块都有细节的模块电路，4.2节中已经作了详细的介绍。

图4-7设计的整体电路图

      设计电路的工作过程如下：220V、50Hz 的市电，经单向桥式整流电容滤波电路后输出为26.4V的直流电，但其中含有纹波成分；将含有纹波成分的直流电经过输出纹波电压减小电路，就可以得到直流电压为25V；此直流电压在和SG3525驱动电路共同作用，使推挽式功率变换电路工作，得到直流输出电压20V，电流为1.5A；过流保护电路的主要功能是：由于从输出纹波电压减小电路输出的电流I的改变，会对推挽变换电路的输出产生很大的影响，针对可能产生的此种现象设计了过流保护电路，当I增大时，接入过流保护电路晶体管的集电极会产生电压的目的；SG3525驱动电路的双输出端分别于MOSFET的栅极相连，驱动推挽电路工作。

4.4 结束语

     本电路经过测试，其在一定的负载范围内的输出可稳定为20V。本设计经过硬件实现结果表明：采用通用的集成控制芯片SG3525作为DC-DC变换器基本电路中MOS管开关驱动电路而设计的直流开关电源，不仅电路简单，而且性能良好，同时还便于集成在一块半导体芯片上。此外，本设计还具有过流检测和闭环调节功能，故能有效防止过流和过载。

参考文献

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[3]王远主编   《模拟电子技术》   机械工业出版社     2000.10

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[5]王辉，林辉主编     《电力电子技术》     武汉理工大学出版社      2002

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[11]王兆安，黄俊主编      《电力电子技术》第四版   北京机械工业出版社    2002

[12]钟晓芬，吴捷主编      《基于SG3525电压调节芯片PWM Buck三电平变换器》    电源技术应用   2004.7  第7期    411-416

[13]康光华，陈大钦主编    《电子技术基础模拟部分》（第四版）    北京高等教育出版社    1996

[14]赵修科 主编      《开关电源中磁性元器件》    南京航空航天大学出版社    2004

[15]赵修科主编       《实用电源手册—磁性元器件分册》    辽宁科学出版社   2002

附录

     在画电路图时，需要用到Protel  99  SE软件。 Protel  99  SE是桌面环境下第一个以独特的设计管理和协作技术（PDM）为核心的全方位印制电路板设计系统。他是基于Windows95/98/2000/NT的完全32位的EDA设计系统。Protel  99  SE采用了三大技术：SmartDos 、SmartTool、SmartTeam。这些技术把产品开发的三个方面有机地结合到一起---人。由人建立的文件和建立文件的工具。