SG3525A开关电源设计-2017年10月.ppt

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 技术指标 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)。 工作频率 开关电源的工作频率为30~40kHz。 控制电路 采用脉冲宽度调制控制集成电路。 课题的意义 具有实用性：几乎所有的电子设备都涉及电源设计，容量较大时多采用开关电源。 掌握一种共性技术：脉冲宽度调制技术－PWM是一项共性技术，应用面广，如硅整流弧焊电源控制、逆变电源设计、恒温控制、直流电机调速等。 学习集成电路应用方法：TL494、SG3525A是常用的、典型的固定频率的脉冲宽度调制控制电路，应用方法有一定代表性。 易于建立工程设计概念：课题涉及多个典型的工程要素，如：功率器件的最大电流、耐压、开关速度，磁性材料的选择、功率电感的设计与绕制等。 较典型的设计验证方法和负载实验。 三、单端正激式开关电源的工作原理 导通状态 截止状态 输入输出关系 　　　 　　　称为占空比　 四、SG3525A、3527A的内部结构与功能 工作电压8.0~35V 基准电压5.1V±1% 振荡频率0.1~400kHz 充电时间~0.7RTCT 放电时间~3RDCT(死区时间) 锯齿波1.0~3.3V 五、SG3525A推荐的工作条件 六、原理图 稳压原理－－输出电压负反馈。 　　若某种原因导致输出电压过高，则误差放大器1反向端电位升高，反馈/PWM端电位降低，输出管导通时间减少，占空比减少，结果输出电压减少。最终使输出电压保持稳定，R10和R11中点电压为5V。R7/R8为误差放大器的静态放大倍数，影响控制精度。C4和R6影响误差放大器的动态放大倍数，抑制瞬变。 六、原理图 七、参数选择 整流管：桥式整流，整流管电流=0.5负载电流，最大反向电压=输入交流电压峰值，IN4007(1A/1kV)可以满足要求。 滤波电容：RLC=(3~5)T，整流滤波后直流电压VIN=18.0~28.8V，RL~18.0V/0.5A=36Ohm, T＝10mS，1000uF/35V电解电容可满足要求。最常用电解电容：1.0、2.2、3.3、4.7、6.8及相应十百千uF，耐压有6、16、25、35、50、63、100、120、200、400V。 工作频率：音频上限~50kHz，Fosc~41kHz，TOSC=24.4uS，tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=10.5~17.2uS。 开关管：开关速度1uS，耐压2(VIN)max，电流2(IO)max，TIP127(100V/5A,Darl-L,hFE1000,tr和td1uS)满足要求，需带散热器。 七、参数选择 输出电压：VO=5V*(1+R17/R16)~12.1V 电感量： L=50Lmin~10mH。 续流二极管：快恢复二极管，反向偏压＝(VIN)max-VSTA-VO，峰值电流2(IO)max，FR103~1A/300V或FR107~1A/1kV 满足要求。 输出电容：一个工作周期共向输出电容充电荷⊿Q~0.5(IO)max(0.5TOSC)，纹波0.5⊿VP-P= ⊿Q/CO， 　　　CO(IO)maxTOSC/2 ⊿VP-P 　CO=C8=470uH能满足要求 软启时间：~500mS。 八、电感的绕制 铁氧体磁芯或磁罐(高频磁性材料、居里温度~230Ｃ）。 漆包线线径：考虑趋肤效应和机械强度， 趋肤效应：调频电流只分布在导体表面，30kHz时，穿透浓度~0.2mm， 电流密度可按5A/mm2计算。 0.3~0.5mm可满足要求。 磁线截面：L~S*S，截面小必匝数多，匝数过多引起饱和，饱和导致功率管、电感线圈与磁芯发热，应避免。 匝数：L~N2，设计时先用柒包线绕若干匝，用电感表测量电感量，按平方正比关系计算，确定匝数，再绕。线端刮柒、引至线架、搪锡，用电感表验证电感量。 九、设计步骤与设计验证 根据技术指标进行理论设计 绘制原理图 器件参数选择 设计PCB 元件检查、焊装 设计验证 通电前外观检查 空载通电试验 观察有否异常温升 观测输出电压、锯齿波 观测续流管阴极波形，脉冲过冲是否＜稳态值 改变输入电压，看波形占空比变化 加载实验 半满负载，观察温升情况 中等输入电压/满载，观测温升和续流情况 最高输入电压/满载，观测温升和续流情况，判断电感量是否充足；观测开关管EC极电压，判断其是否工作在饱和与截止两状态，开关速度是否满足要求；输出电压纹波是否满足要求 最小输入电压/满载，观测温升和续流情况 过载实验 输入电压分别为最小、中等、最大三种情况，超负载~10%，观测过载保护是否工作，保护时的工作波形 工作稳定性 长时间工作情况（30min） 十、设计