西安電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 楊榮花 趙明英 趙子龍 李瑞鵬

脈沖寬度調(diào)制芯片SG3526初探

西安電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 楊榮花 趙明英 趙子龍 李瑞鵬

介紹了脈沖寬度調(diào)制芯片SG3526的引腳功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。給出了開(kāi)環(huán)測(cè)試電路和閉環(huán)測(cè)試電路，通過(guò)改變芯片外圍電路參數(shù)獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表明輸出PWM波的占空比與誤差電壓的大小呈線(xiàn)性關(guān)系，且頻率隨著外圍電路電容電阻的增大而減小，同時(shí)此阻容的大小影響輸出PWM波占空比的可調(diào)范圍。

輸出PWM波；頻率；占空比；電阻電容

0 引言

隨著科技的飛速發(fā)展，基于脈沖寬度調(diào)制的電源電路在人們的日常生活、自動(dòng)控制技術(shù)、生物科技、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域扮演著越來(lái)越重要的角色。同時(shí)，隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷成熟以及功率器件的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電源電路的各種保護(hù)以及控制技術(shù)提出了更高的要求，本文主要討論脈寬調(diào)制器SG3526的引腳功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及它的開(kāi)閉環(huán)測(cè)試電路，同時(shí)探索誤差電壓的大小與輸出PWM信號(hào)占空比的關(guān)系、外接電容電阻與輸出PWM信號(hào)的頻率、輸出PWM信號(hào)的占空比可調(diào)節(jié)范圍之間的關(guān)系。

1 SG3526引腳功能介紹及內(nèi)部框圖

SG3526是一款具有18引腳的單片電壓型高性能脈沖寬度調(diào)制器，其正常工作電壓范圍為8V～35V，它是由鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器以及邏輯門(mén)等部分組成，除此之外，還包括軟啟動(dòng)、欠壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)等保護(hù)功能，表1是SG3526的引腳功能介紹表，圖1.1所示是SG3526的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

表1 SG3526引腳功能介紹表

從圖1.1可以看出，SG3526芯片可輸出兩路PWM波，分別是由OUTPUTA和OUTPUTB組成雙端輸出，Vc為單端輸出；頻率由RT和CT組成的鋸齒波振蕩器控制（雙端輸出的頻率是單端輸出頻率的一半），鋸齒波振蕩器輸出的最高頻率可達(dá)400KHz，RD決定輸出PWM信號(hào)的死區(qū)時(shí)間（RD越大，死區(qū)時(shí)間越長(zhǎng)）。引腳Vin為電源輸入端，當(dāng)Vin過(guò)低時(shí)，復(fù)位端變低，芯片被復(fù)位，當(dāng)Vin達(dá)到正常工作范圍時(shí)，復(fù)位端為高，軟啟動(dòng)電路正常工作，即芯片具有欠壓保護(hù)作用。

圖1.1 SG3526內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

軟啟動(dòng)電路由Css和構(gòu)成，軟啟動(dòng)的時(shí)間與Css的大小有關(guān)。

引腳+EA和引腳— EA為SG3526的內(nèi)部誤差放大器的輸入端，在實(shí)際應(yīng)用中，常在— EA、COMP之間跨接不同的元件使之成為所需要的調(diào)節(jié)器類(lèi)型；理論上，雙端輸出PWM信號(hào)的最大占空比為50%，單端輸出的PWM信號(hào)占空比最大可達(dá)100%。

引腳— Cs和引腳+Cs構(gòu)成內(nèi)部比較器，對(duì)整個(gè)芯片起限流保護(hù)作用。

2 開(kāi)環(huán)測(cè)試

在開(kāi)環(huán)測(cè)試電路中，要完成三項(xiàng)任務(wù)：輸出PWM信號(hào)的占空比與誤差電壓之間的關(guān)系、RT和CT與輸出PWM信號(hào)頻率的關(guān)系以及它們對(duì)PWM占空比可調(diào)節(jié)范圍的影響。

由于輸出PWM信號(hào)對(duì)誤差放大器的電壓變化很敏感，為了測(cè)量方便，將誤差放大器反相端接地，同相端接500倍的衰減器，通過(guò)改變輸入的直流電壓，使同相端電壓發(fā)生變化，由此改變誤差放大器輸入電壓，測(cè)量輸出PWM信號(hào)的占空比，測(cè)試電路如圖2.1和圖2.2，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2。

將表2數(shù)據(jù)繪成折線(xiàn)圖2.3，可以看出輸出PWM波的占空比與誤差電壓的大小之間呈線(xiàn)性關(guān)系。

在探索RT、CT與輸出PWM信號(hào)頻率的關(guān)系中，改變RT和CT使鋸齒波振蕩器的頻率發(fā)生變化（RD接地），測(cè)量雙端端輸出PWM波的頻率，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)折線(xiàn)圖如圖2.4和圖2.5。

圖2.1 SG3526單端輸出開(kāi)環(huán)測(cè)試電路

圖2.2 SG3526雙端輸出開(kāi)環(huán)測(cè)試電路

表2 輸出PWM信號(hào)占空比與誤差電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（RT =19.7KΩ，CT =1nF，RD 接地，f=39.6K）

圖2.3 輸出PWM信號(hào)占空比與誤差電壓關(guān)系折線(xiàn)圖

由圖2.4和2.5可以看出輸出PWM信號(hào)的頻率與RT、CT存在反比關(guān)系。

在探索RT、CT與PWM占空比可調(diào)節(jié)范圍的關(guān)系中，改變RT或CT（RD接地），測(cè)量雙端輸出PWM信號(hào)的占空比可調(diào)節(jié)范圍，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。

圖2.4 雙端輸出PWM信號(hào)的頻率與CT關(guān)系折線(xiàn)圖（RT=19.7KΩ）

圖2.5 雙端輸出PWM信號(hào)的頻率與RT關(guān)系折線(xiàn)圖（CT=1nF）

表3 雙端輸出PWM波的占空比可調(diào)節(jié)范圍與RT、CT關(guān)系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（RD接地）

3 閉環(huán)測(cè)試

在閉環(huán)測(cè)試電路中，測(cè)試雙端輸出PWM波的占空比與誤差電壓之間的關(guān)系（OUTPUTA和OUTPUTB輸出一致，相位相差180°），測(cè)試電路如圖3.1，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所示。

圖3.1 SG3526雙端輸出閉環(huán)測(cè)試電路

表4 雙端輸出PWM波的占空比與誤差電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（RT=19.7KΩ，CT=1nF，RD接地，f=39.6KHz）

圖3.2 雙端輸出PWM波的占空比與誤差電壓關(guān)系折線(xiàn)圖

將表4數(shù)據(jù)繪成折線(xiàn)圖3.2，可以看出在閉環(huán)測(cè)試電路中，雙端輸出PWM波的占空比與誤差電壓的大小成正比。

4 結(jié)束語(yǔ)

提出的SG3526的開(kāi)閉環(huán)測(cè)試電路有效的證明了：輸出PWM信號(hào)的占空比與誤差電壓的大小呈線(xiàn)性關(guān)系，在電路應(yīng)用中，調(diào)節(jié)誤差放大器的電壓差，可以輸出穩(wěn)定的實(shí)際所需要的PWM波；芯片的鋸齒波振蕩器外圍電路接入不同的RT、CT影響輸出PWM信號(hào)的頻率，且兩者呈反比關(guān)系，同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，接入RT、CT越大，則輸出PWM信號(hào)的占空比可調(diào)節(jié)范圍越大。

[1]李晉川,脈寬調(diào)制電路(一)[B].四川大學(xué),2000.

[2]劉軍,徐法義,馬波.基于SG3526的開(kāi)關(guān)電源控制電路分析與改進(jìn)[B].山東電視臺(tái),2006.

[3]覃媛媛.脈寬調(diào)制器UC3526在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用[A].上海無(wú)線(xiàn)電設(shè)備研究所五室,2006.

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The first exploration of the pulse width modulation chip SG3526

the pin function，internal structure and working principle of the pulse width modulation chip SG3526 are introduced.Showing the open loop test circuit and closed loop test circuit，and getting experimental data by changing the chip peripheral circuit parameters.the data shows that the duty cycle of the output PWM wave has a linear relation with the size of the error voltage，and the frequency decreases with the increase of peripheral circuit capacitance and resistance，at the same time，the size of the capacitance and resistance influences the adjustable range of the duty cycle of the output PWM wave.

PWM；frequency；the duty cycle；capacitance and resistance

楊榮花（1993—），女，碩士，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)、信號(hào)處理。

趙明英（1962—），男，碩士，副教授，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)、信號(hào)處理。

趙子龍（1994—），男，碩士，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)、信號(hào)處理。

李瑞鵬（1991—），男，碩士，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)、信號(hào)處理。