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1、闽南师范大学毕业论文（设计）基于SG3525的两相BUCK变换器Two - phase BUCK Converter based on SG3525姓 名： 学 号： 系 别： 物理与信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2013级 指导教师： 2017年 3 月 27 日摘要 目前，越来越多的设备已不仅仅可由单一电源供电，而要多个电源配合供电来保障大功率设备的正常工作。本文介绍以SG3525为核心，主体电路采用两路BUCK电路成相互配合的开关电源电路，介绍了SG3525芯片的工作原理及通过11脚，14脚两脚推挽输出，两脚相位差180度，通过控制2脚电压，来控制输出电压的占空比
2、，从而影响负载的的电压。当11脚和14脚的输出电流达到5至10毫安就可以驱动光耦A3120，直接驱动mos管的栅极。从而驱动主电路。最后比较采样电压来决定改变占空比进行电压调整。当两路电源有一个支路出现故障时，另一路可以继续供电，保证了系统的正常工作，提高了供电的可靠性。关键词：SG3525;PWM,开关电源AbstractAtpresent,the transition from unilateral power supply to multilateral power supplies is a big progress for power consumption equipment.It
3、 make sure of normal operation under high-power condition.This article describes a switching power supply circuit which is made of the SG3525 as the core and two BUCK circuits as the main circuit.In addition,it introduces how the SG3525 chip works and how to control the push-pull output through the
4、11 pin and the 14 pin.What the difference between two pins is 180 degrees,to control the bilateral voltage and the duty cycle of output power is a method of controlling the effect on load voltage.When the output current of the 11 pin and 14 pin reaches 510 mA,the A3120 OC will be drove, and after th
5、at the mos tube gate will be drove.So then it will drive the main circuit to work.Afterward,it will adjust the voltage by means of comparing the sampling voltage and correcting the duty cycle.If an error occurred in one branch of bilateral power supplies,the other would continue to work.That will en
6、sure the system to work normally and improve the reliability of power supply.Key words: SG3525; PWM, switching power supply目录中英文摘要I1 引言11.1 选题背景及实际意义11.2 开关电源技术发展概况11.3本文的主要内容12硬件介绍32.1 SG3525引脚功能及特点简介32.2 PWM控制基本原理43系统设计63.1 实现功能63.2 总系统框图63.3 DC/DC降压变换器方案64电路设计64.1电路参数的设计74.2主电路的设计74.2.1单相Buck电路与两
7、相的对比74.2.2主电路图84.2.3工作原理84.2.4 推挽输出84.2.5 SG3525输出波形94.3器件参数的选取94.3.1开关管的选择94.3.1电容的计算114.3.3电感的选择114.3.4续流二极管的选择114.4 驱动电路的设计124.4.1驱动类型的选择124.4.2光耦A3120124.4.3驱动光耦A3120电路144.5 SG3525电路的设计144.5.1 SG3525外围设计154.5.2 器件的选取15-5系统测试与分析165.1测试工具175.2测试准备175.3问题解决175.4数据采集175.4.1 SG3525的输出波形和光耦A3120的输出波形1
8、75.4.2二极管的波形195.4.3负载电压数据记录195.5数据分析206 总结216.1 工作总结226.2 不足和展望22致谢23附录24附录一：器件清单25附录二：原理图25附录三：PCB图26附录四：实物图2729- -1 引言1.1 选题背景及实际意义电源设备在工业发展、农业生产、电子发明、动力管理技术及灯光使用、电冰箱等日常生活各个方面经常被使用,是电子设备和机电设备的基础。应用开关控制进行电压调节的固定电源，经过固定周期，改变输出电压是由改变开关的导通时间来完成的，这种电源被叫做开关电源。开关电源，就是电源稳压器在截止和饱和区1。开关管截止不导通时，与普通按钮的断开一样，开关
9、管饱和导通时，与普通按钮的关闭一样。这与一般的按钮功能相同，晶体管被称为开关管，开关电源是用来限制开关电源的电压的2。在工业发展和日常生活中开关电源提供了很大的便利。开关电源广泛运用于工业、交通运输等是因为它比线性电源效率高、体积小和重量轻，目前开关电源已经成为工厂、电力系统供电的主要形式。开关电源也在产业上被大批使用，主要运用在工业机器人、工业化生产线等。生活水平改良，社会发展的加快，人们愈来愈渴望日常生活中不停电，智能化的开关电源必不可少，多模块联合供电通常被用在家用电器和工业生产之间，目的是为了增强对负载的供电稳定性。因此必要模块化电源在经过变压后提高电源的效率、满足电器对电压的要求，这
10、样模块化的供电技术就表现得非常重要。目前，模块化开关电源主要由PWM技术驱动，具有调速范围宽、速度快、电流波形系数好等特点。1.2 开关电源技术发展概况电力电子技术与用电负荷的供求关系3每一天都在上升甚至供不应求，电力电子技术经常用在工业生产、农业生产和照明的供电。自从1957年第一个晶闸管在美国被研制出来，电源技术不断发展，1980年后IGBT产生，IGBT是金属-氧化物半导体场效应晶体管和半导体三极管复合起来的4。再加上软开关技术的使用，使得电源效率增大。电源的负载要求是由现代的电子设备的发展而提出的5。具有特殊使用方式的电源设备的主要的追求，是要夹带适合电子元件要求的高性能。安全必须保证
11、。减小无功损耗、减小电磁影响、节约电能等绿色环保是全世界对于电能的突出追求6，并发布了很多法律法规来规范要求和约束电能。1.3本文的主要内容本文主要研究内容为基于SG3525的两相Buck变换器设计、研制和实验测试：（1） 通过SG3525的外围电路的设计，确定了开关频率，使两路输出脉冲的占空比在050%且可调。（2） 通过SG3525两路PWM输出，将PWM输出作为两相Buck电路的控制信号7。（3） 对比两相Buck与传统单相Buck电路的损耗、效率。 致力于给用户提供舒适的安全的电能条件，同时验证该方案的可行性。2硬件介绍随着开关电源技术的发展，功率MOSFET在开关电源中开始大范围的使
12、用，SG3525是用于驱动N沟道功率MOSFET。其产品一推出就受到广泛好评。 SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的8。2.1 SG3525引脚功能及特点简介其内部结构和原理框图如下：图2-1 SG3525引脚图图2-2 SG3525内部结构图1.Inv.input(引脚1)：误差放大器反向输入端。2.Noninv.input(引脚2)：误差放大器同向输入端。在系统中，该端接给定信号。3.Sync(引脚3)：振荡器外接同步信号输入端。4.OSC.Output(引脚4)：振荡器输出端。5.CT(引脚5)：振荡器定时电容接入端。6.RT（引脚6
13、）：振荡器定时电阻接入端。7.Discharge(引脚7)：振荡器放电端。8.Soft-Start(引脚8)：软启动电容接入端。9. Compensation(引脚9)：PWM比较器补偿信号输入端。10.Shutdown(引脚10)：外部关断信号输入端。10. 11.Output A（引脚11）：输出端A。12.Ground(引脚12)：信号地。13.Vc(引脚13)：输出级偏置电压接入端。14.Output B（引脚14）：输出端B。15.Vcc（引脚15）：偏置电源接入端。16.Vref(引脚16)：基准电源输出端。特点如下：1.工作电压范围宽：835V。2. 5.1（1 1.0%）V微调
14、基准电源。3.振荡器工作频率范围宽：100Hz400KHz. 4.具有振荡器外部同步功能。5.死区时间可调。6.内置软启动电路。7.具有输入欠电压锁定功能。8.具有PWM琐存功能，禁止多脉冲。9.逐个脉冲关断。10.双路输出（灌电流/拉电流）： mA(峰值)。2.2 PWM控制基本原理PWM控制就是对脉冲的宽度进行控制的技术，我们把冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果相同的原理就叫做PWM控制基本原理。PWM控制基本原理的应用非常广泛9。PWM控制技术也就是占空比可以改变的脉冲波形。该技术以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。3系统设计3.1 实现功能（1） 在芯片SG3525正常工作下，调节SG3525的16脚滑动变阻器的阻值，使输出电压的占空比可以从0到50%变化。（2） 负载电压 *2 （3-1） （输出电压为u0；E为输入电压；t1为开关管的通态时间；t2为开关管的断态时间）3.2 总系统框图经设计，该系统主要由3个模块构成：SG3525模块、主电路模块、和驱动电路.系统通过PWM控制与光耦A3120驱动MOS管HRF3205构成的电路进行DC-DC转换。
