电力电子课程设计-sg3525脉宽调制高频开关稳压电源
(完整word版)SG3525说明书
SG3525说明书SG3525脉宽调制型控制器是美国通用电气公司的产品，作为SG3524的改进型，更适合于运用MOS 管作为开关器件的DC/DC变换器，它是采用双级型工艺制作的新型模拟数字混合集成电路，性能优异,所需外围器件较少。
它的主要特点是：输出级采用推挽输出，双通道输出，占空比0—50%可调.每一通道的驱动电流最大值可达200mA,灌拉电流峰值可达500mA.可直接驱动功率MOS管，工作频率高达400KHz，具有欠压锁定、过压保护和软启动等功能。
该电路由基准电压源、震荡器、误差放大器、PWM比较器与锁存器、分相器、欠压锁定输出驱动级，软启动及关断电路等组成，可正常工作的温度范围是0-700C。
基准电压为5.1 V士1％，工作电压范围很宽，为8V到35V。
一、引脚功能SG3525采用16端双列直插DIP封装,引脚图及各端子功能介绍如下：(图形如图１）图１错误!INV。
INPUT(反相输入端、１脚）：误差放大器的反相输入端，该误差放大器的增益标称值为80db,其大小由反馈或输出负载来决定，输出负载可以是纯电阻，也可以是电阻性元件和电容元件的组合。
该误差放大器共模输入电压范围是1. 5V—5。
2V。
此端通常接到与电源输出电压相连接的电阻分压器上.负反馈控制时，将电源输出电压分压后与基准电压相比较.错误!NI。
INPUT（同相输入端、２脚):此端通常接到基准电压16脚的分压电阻上，取得2。
5V的基准比较电压与错误!INV. INPUT端的取样电压相比较。
错误!SYNC(同步端、３脚):为外同步用。
需要多个芯片同步工作时，每个芯片有各自的震荡频率，可以分别他们的4脚和3脚相连,这时所有芯片的工作频率以最快的芯片工作频率同步。
也可以使单个芯片以外部时钟频率工作。
错误!OSC。
OUTPUT(同步输出端、４脚):同步脉冲输出。
作为多个芯片同步工作时使用.但几个芯片的工作频率不能相差太大，同步脉冲频率应比震荡频率低一些.如不需多个芯片同步工作时，3脚和4脚悬空。
SG3525正弦波逆变电源设计
湖南工程学院课程设计课程名称电力电子技术课题名称 SG3525正弦波逆变电源设计专业班级学号姓名指导教师2013年12 月16 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理及应用课题智能密码锁设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2013 年12 月16 日设计完成日期2013 年12 月27 日目录第1章概述 (1)1.1课题来源 (1)1.2解决方法 (1)1.3设计的优点 (2)第2章系统总体设计 (2)2.1 系统设计总体思路 (2)2.1 系统基本工作原理 (3)2.3 系统设计框图 (4)第3章系统主电路设计 (5)3.1 系统主电路结构设计 (5)3.2 系统保护电路设计 (5)第4章单元电路设计 (6)4.1 正弦信号发生电路设计 (6)4.2 宽度调制PWM电路设计 (7)4.3 电压电流检测电路设计 (11)4.4 光耦合驱动电路设计 (12)第6章总结与体会 (13)附录1总电路图 (14)附录2 参考文献 (15)附录3 课程设计成绩评分表 (16)第1章概述1.1课题来源电力逆变电源有着广泛的用途，它可用于各类交通工具，在太阳能及风能发电领域，逆变器有着不可替代的作用。
电力控制系统的可靠程度是电力系统和设备可靠、高效运行的保证，而电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。
电力系统中为保证变电所的诸如后台机、通讯设备等能在交流电源停电后不间断工作，工程做法一般采用UPS电源作为主要解决方案，但UPS电源存在容量小、价格贵、故障率高等不足，因此综合自动化变电所中可采用电力正弦波逆变电源来代替常规不间断UPS电源。
1.2解决方法逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变换的装置，它从交流或直流输入获得稳压恒频的交流输出。
利用逆变电源可以解决UPS电源存在的各种缺点，可以很好的运用在一些不能断电的场合。
本相正弦波SPWM逆变电源的设计以SG3252为核心，采用了运算放大器、二极管、功率场效应管、电容和电阻等器件来组成电路。
电力电子课程设计-sg3525脉宽调制高频开关稳压电源
第1章概述................................................................................................................ - 2 -第2章系统总体方案 .................................................................................................... - 4 -2.1高频开关稳压电源的基本原理 (4)2.2高频开关稳压电源总方案 (4)2.3高频开关稳压电源的组成电路及功能 (5)2.3.1 主电路.............................................................................................................. - 5 -2.3.2 控制电路.......................................................................................................... - 6 -2.3.3 保护电路.......................................................................................................... - 7 -2.3.4 驱动电路.......................................................................................................... - 7 -第3章主电路设计........................................................................................................ - 8 -3.1主电路形式选择 (8)3.2高频变压器的参数 (8)3.2.1原副边电压比n .............................................................................................. - 8 -3.2.2磁芯的选取及变压器的结构........................................................................... - 8 -3.2.3 变压器初、次级匝数.................................................................................... - 9 -3.2.4 确定绕组的导线线径和导线股数 ................................................................ - 9 -3.3开关管的选择 (10)第4章控制电路设计................................................................................................... - 11 -4.1主电路 (11)4.2控制电路的设计 (12)4.2.1SG3525结构和功能介绍 ................................................................................ - 12 -4.2.2 控制电路的设计............................................................................................ - 13 -4.3驱动电路的设计.. (14)第5章系统性能测试与结果 ...................................................................................... - 16 -5.1负载调整率测试 (16)5.2电压调整率测试 (16)5.3效率测试 (17)5.4输出纹波电压及噪音测试 (17)第6章心得体会............................................................................................................ - 18 -附录：总电路图............................................................................................................ - 19 -参考文献.......................................................................................................................... - 20 -电气与信息工程系课程设计评分表 ...................................................... 错误!未定义书签。
基于SG3525的DCDC开关电源设计
... 基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525... 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。
二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。
2. 设计开关电源主电路。
3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。
4. 主要元器件的选择。
5. 利用saber进行系统仿真。
三、主要技术指标输入电压为DC10—35V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。
电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。
四、应收集的资料及参考文献[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京：科学出版社.1998[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京：电子工业出版社，2001五、毕业设计进度计划第1—2周：收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。
第3周：设计开关电源主电路。
第4—6周：选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。
第7周：中期检查。
第8—11周：利用saber进行系统仿真。
第12—13周：论文审核定稿。
第14—15周：答辩。
...毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背景21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。
开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。
从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。
功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。
SG3525在电力电子技术中的应用研究(开放实验)
SG3525在电力电子技术中的应用研究实验一、SG3525A 脉宽调制器控制电路一．简介：SG3525A 系列脉宽调制器控制电路可以改进为各种类型的开关电源的控制性能和使用较少的外部零件。
在芯片上的5.1V 基准电压调定在±1％，误差放大器有一个输入共模电压范围。
它包括基准电压，这样就不需要外接的分压电阻器了。
一个到振荡器的同步输入可以使多个单元成为从电路或一个单元和外部系统时钟同步。
在C T 和放电脚之间用单个电阻器连接即可对死区时间进行大范围的编程。
在这些器件内部还有软起动电路，它只需要一个外部的定时电容器。
一只断路脚同时控制软起动电路和输出级。
只要用脉冲关断，通过PWM （脉宽调制）锁存器瞬时切断和具有较长关断命令的软起动再循环。
当V CC 低于标称值时欠电压锁定禁止输出和改变软起动电容器。
输出级是推挽式的可以提供超过200mA 的源和漏电流。
SG3525A 系列的NOR （或非）逻辑在断开状态时输出为低。
·工作范围为8.0V 到35V ；·5.1V ±1.0％调定的基准电压；·100Hz 到400KHz 振荡器频率；·分立的振荡器同步脚；二．SG3525A 内部结构和工作特性：（1）基准电压调整器基准电压调整器是输出为5.1V ，50mA ，有短路电流保护的电压调整器。
它供电给所有内部电路，同时又可作为外部基准参考电压。
若输入电压低于6V 时，可把15、16脚短接，这时5V 电压调整器不起作用。
（2）振荡器3525A 的振荡器，除C T 、R T 端外，增加了放电7、同步端3。
R T 阻值决定了内部恒流值对C T 充电，C T 的放电则由5、7端之间外接的电阻值R D 决定。
把充电和放电回路分开，有利于通过R D 来调节死区的时间，因此是重大改进。
这时3525A 的振荡频率可表为：)R 3R 7.0(C 1f D T T S +=（3.1）在3525A 中增加了同步端3专为外同步用，为多个3525A 的联用提供了方便。
基于SG3525的开关电源设计
1 引言随着电子技术的高速发展，电子设备的种类与日俱增。
任何电子设备都离不开可靠的供电电源，对电源供电质量的要求也越来越高，而开关电源在效率、重量、体积等方面相对于传统的晶体管线性电源具有显着优势。
正是由于开关电源的这些特点，它在新兴的电子设备中得到广泛应用，已逐渐取代了连续控制式的线性电源。
图1 功率主电路原理图2 功率主电路本电源模块采用半桥式功率逆变电路。
如图1 所示，三相交流电经EM I 滤波器滤波，大大减少了交流电源输入的电磁干扰，同时防止开关电源产生的谐波串扰到输入电源端。
再经过桥式整流电路、滤波电路变成直流电压加在P、N 两点间。
P、N 之间接入一个小容量、高耐压的无感电容，起到高频滤波的作用。
半桥式功率变换电路与全桥式功率变换电路类似，只是其中两个功率开关器件改由两个容量相等的电容C1 和C2代替。
在实际应用中为了提高电容的容量以及耐压程度， C1 和C2 往往采用由多个等值电容并联组成的电容组。
C1、C2 的容量选值应尽可能大，以减小输出电压的纹波系数和低频振荡。
由于对体积和重量的限制， C1和C2 的值不可能无限大，为使输出电压的纹波达到规定的要求，该电容值有一个计算公式 , 即：式中， IL 为输出负载电流， V L 为输出负载电压，V M 为输入交流电压幅值， f 为输入交流电频率， VU为输出的纹波电压值。
这是一个理论上的计算公式，得到的满足要求的电容计算值比较大，实际取的电容应尽量大一些，由于输出端电压较小，也可以在二次整流滤波时加大电容，这样折算到该公式的电容值也不小。
C1 和C2 在这里实现了静态时分压，使V A= V in/2。
当VT1导通、VT2截止时，输入电流方向为图中虚线方向，向C2 充电，同时C1通过V T1 放电；当V T 2 导通、V T 1 截止时，输入电流方向为图中实线方向，向C1 充电，同时C2 通过V T 2 放电。
当V T1 导通、V T 2 截止时，V T 2 两端承受的电压为输入直流电压V in。
SG3525A开关电源设计ppt课件
14
1000u/35V C1
7
4K7 3 R3
10
8
C2 10u/16V
OS C OUT
/SYNC SD
IC1
SG3525
SS
C OMP
9
R7 100K
IN-
1
R9 4K7
IN+
2
Vref
16
4K7 R8
C5 470/16V
R11 3K6
12 GND DI SC
7 5 CT 6 RT
R4
50%占空比TSS＝5*104CSS
8.0~7.5V)
▪ 放电时间~3RDCT(死 ▪ 关断引脚电压>0.7V时，软启电容以 ▪ 锁住PWM防止多重脉冲。
区时间)
150uA开始放电，进行限流；>1.4V时，▪ 双源/吸流输出±400mA
▪ 锯齿波1.0~3.3V
PWM锁存器关断输出。
5
五、SG3525A推荐的工作条件
6.8及相应十百千uF，耐压有6、16、25、
35、50、63、100、120、200、400V。
3. 工作频率：音频上限~50kHz， Fosc~41kHz，TOSC=24.4uS， tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=10.5~17.2uS。
课程设计案例 分析
单端正激式开关稳压电源 或降压型开关稳压电源设计
1
一． 技术指标
1. 电源容量 ▪ 输入：交流15~24Vac。 ▪ 输出：电源电压+12V(不可调)，纹波小于
50mVP-P，最大输出电流0.5A(限流型保护)。 2. 工作频率 ▪ 开关电源的工作频率为30~40kHz。 3. 控制电路 ▪ 采用脉冲宽度调制控制集成电路。
sg3525课程设计
sg3525课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能掌握sg3525芯片的基本原理，理解其内部结构和功能模块；2. 学生能了解sg3525芯片在电源管理领域的应用，并掌握相关电路设计方法；3. 学生能掌握sg3525芯片的编程与调试技巧，实现对电源系统的优化控制。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的电源管理电路，并运用sg3525芯片进行编程与调试；2. 学生能通过实验操作，学会分析电源管理电路中存在的问题，并提出合理的解决方案；3. 学生能熟练使用相关工具和仪器，进行sg3525芯片的焊接、调试和测试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索电源管理领域的好奇心；2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会在实验过程中互相帮助、共同进步；3. 增强学生的环保意识，让他们认识到电源管理在节能环保方面的重要性。
课程性质分析：本课程为电子技术专业课程，侧重于实践操作。
结合sg3525芯片的特性，课程以实验为主，理论教学为辅，帮助学生更好地理解和掌握芯片的应用。
学生特点分析：学生为电子技术专业高年级学生，具有一定的电子基础和实验操作能力，对新技术和新知识具有较强的求知欲。
教学要求：1. 教师应注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 教师应关注学生的个体差异，因材施教，提高教学效果；3. 教师应注重培养学生的创新思维和动手能力，提高他们的综合素养。
二、教学内容1. sg3525芯片基本原理：讲解sg3525芯片的工作原理、内部结构及其功能模块，使学生了解芯片的运行机制。
教材章节：第3章“电源管理芯片概述”2. sg3525芯片应用电路设计：介绍sg3525芯片在电源管理领域的典型应用，分析电路设计方法，指导学生进行实际操作。
教材章节：第4章“sg3525芯片应用电路设计”3. sg3525芯片编程与调试：讲解sg3525芯片的编程方法、调试技巧，使学生掌握电源系统优化控制的相关技能。
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电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域,在现代的各种电力设备中都得到里广泛的应用。特别是在小型及各种家用电器和电子设备中大量使用了各种AC—DC转化电路，其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点而得到最为广泛的应用。本课题是设计一种基于SG3525PWM控制芯片为核心构成的高频开关电源电路。
SG3525芯片能同时满足较好的电气性能和较低的成本,因而被广泛用于小功率开关电源。用其作为PWM控制芯片组成的电路具有结构简单、体积小、容易实现的特点。实验表明由该PWM控制芯片控制的开关电源的性能可同集成稳压器媲美,效率比线性稳压电源高,有很好的发展前景。
电子电源微处理器监控，电源系统内部通信，电源系统智能化技术以及电力电子系统的集成化与封装技术。总之，开发高功率密度，高效率，高性能，高可靠性以及智能化电源系统仍然是今后开关电源技术的发展方向.
高频稳压电源要求高功率密度，外型尺寸小，高效率，高可靠性，高功率因数，以及智能化，低成本，EMI小，可制造性，分布电源结构等。现在功率MOSFET和IGBT己完全取代功率晶体管和中小电流的晶闸管，使开关电源的高频化有了可能:器件的工作频率可达400KHz(AC-DC开关变换器)和1MHz(DC-DC开关变换器)，超快恢复功率二极管和MOSFET同步整流技术的开发，也为研制高效，低电压输出(U<3V)的开关电源创造了条件。电源按硬开关模式工作时开关损耗大，高频化可以缩小电源的体积重量，但开关的损耗更大了.为此研究开发出开关电压/电流波形不交叠的技术，即零电压(ZVS) /零电(ZCS)软开关技术，有效的提高了开关电源的效率·例如在九十年代中期30A/48V开关整流器模块采用移相全桥ZVS-PWM技术后，仅重7kg。比用PWM技术的同类产品，重量下降40%.最近国外小功率AC-DC开关电源模块(48/12V)总效率可达到%%;48/5VAC-DC开关电源模块的效率可达到92-93%，二十世纪末，国产的50-100A输出，全桥移相ZV-ZCS-PWM开关电源模块的效率超过93%.
第
电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域,没有它的存在，现代的各种电力设备和给我们生活带来方便的各种电器将不可能实现。有相当一部分设备和电器是使用直流电的，而接入家庭的是都是交流电，这就需要电源转换成所需的直流电。各种AC-DC电源中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点．而得到了广泛应用。
公网上的工频交流电可通过桥式电路整流滤波后初步转换成固定直流即图中的直流电源U 。由PWM控制芯片控制开关管Q 的导通与否。当开关管Q 导通时,忽略其饱和压降,电源电压U加在主变原边，副边感应电压于二极管D 极性相反使二极管D反偏截止,副边电路中无电流,直流电源U 供给的能量临时储存于主变原边电感中。当开关管Q 截止时,电感产生反压,为上负下正，同时在副边感应出电压,为上正下负与二极管D 极性相同使二极管D导通,电容C充电,同时给负载R供电,主变原边储能转移到副边从而得到释放。当开关管Q 重新导通时,电容C给负载R供电,同时主变原边重新储能,如此反复电阻R 上就得到直流电。输出电压的大小由原副边匝比n、占空比d和输入电压U来决定。
第
2.1
高频开关稳压电源是需要直流电设备中常用的AC-DC转换电源，它的作用是把公网上的220v交流电转换成适用的直流电。公网上的工频交流电先整流滤波为固定直流，通过功率变换（高频逆变）得到20~50KHz的高频交流，然后再经高频整流与滤波，就得到所需的直流电。工频整流滤波由桥式电路实现，功率变换由PWM控制芯片按周期控制开关管的导通实现，高频整流与滤波由副边感应线圈、二极管和电容组成的LCD电路实现。
2.2
本课题的任务是设计一种简单、可靠、成本低廉的高频开关稳压电源,根据对本课题任务书的认真分析并参考各种资料最终选用以低成本的SG3525PWM控制芯片为核心构成开关稳压电源。图2.2为高频开关稳压电源的基本框图。
图2.2高频开关稳压电源的基本框图。
在基本框图中的第一个整流滤波环节是把从公网上输入的交流电初步转换成直流电，该直流电的电压U 与公网电压相同，并不符合设计要求。还要再经过逆变和高频整流滤波环节才能用于设备。
逆变环节的作用是把经工频整流滤波环节产生的直流电U 重新变为指定频率的交流电。逆变所得的交流电的电压与逆变前的直流电压U 相同。交流电的频率与逆变电路中开关管Q 的导通频率相同，开关管的导通是由SG3525 PWM控制芯片决定的。
逆变后的高频交流经过由变压器副边线圈、续流二极管和电容组成的LCD电路就可得到所需的直流电。其输出电压的大小由变压器原副边匝比n、占空比d 和输入电压U 来决定。
在转化过程中公网中的交流电压不是一成不变的，为了得到稳定的直流电，只能对占空比d进行不断的调整。故加入电压检测电路，并把检测结果送入脉宽调制中构成负反馈。
2.3.1主电路
半桥式开关电源主电路如图3所示。图中开关管Q1、Q2选用MOSFET,因为它是电压驱动全控型器件,具有驱动电路简单、驱动功率小、开关速度快及安全工作区大等优点。半桥式逆变电路一个桥臂由开关管Q1、Q2组成,另一个桥臂由电容C6、C7组成。高频变压器初级一端接在C6、C7的中点,另一端接在Q1、Q2的公共连接端, Q1、Q2中点的电压等于整流后直流电压的一半,开关Q1、Q2交替导通就在变压器的次级形成幅值为V i/2的交流方波电压。通过调节开关管的占空比,就能改变变压器二次侧整流输出平均电压V o。Q1、Q2断态时承受的峰电压均为V i，由于电容的隔直作用，半桥型电路对由于两个开关管导通时间不对称而造成的变压器一次电压的直流分量具有自动平衡作用，因此该电路不容易发生变压器偏磁和直流磁饱和的问题，无须另加隔直电容变压器原边并联的R2、C5组成RC吸收电路，用来吸收高频尖峰。得注意的是，在半桥电路中，占空比定义为[2]：D=2ton/Ts