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1、毕业论文题目 基于SG3525的半桥咼频开关电源设计专 业 _班 级 学生姓名 指导教师 _答辩日期 学院毕业论文任务书系：机电工程系 专业：电气自动化技术 班学号： 姓名一、毕业论文课题：基于SG3525的半桥咼频开关电源设计二、毕业论文的内容及要求：用SG3525作为主控制芯片。1、SG3525芯片的介绍2、电源系统介绍3、进行系统硬件电路设计，画出系统硬件原理图。4、进行硬件电路的调试。5、在设计的基础上完成毕业论文。三、参考资料1、网络收集资料2、根据工作中的一手资料。3、开关电源设计第二版 （美）普莱斯曼著电子工业出版社4、 开关电源设计与优化玛尼克塔拉著电子工业出版社四、毕业论文课
2、题时间：2010年12月15日至 2011年5月 7日五、进度安排：周次工作内容预定目标及检查方式2010-2011 学年第 1学期第1820周资料查阅、收集及整理 制定课题设计方案确定课题题目，明确设计内容及要求，完成资料收集与整理， 制定出课题设计方案。（面授）寒假撰写毕业论文报告在查阅参考资料的基础上，根据课题设计任务内容及要求，按 照学院毕业论文格式要求，撰写毕业论文报告。（电话、e-mail）2010-2011 学年第 2学期第1周毕业论文期中检查检查毕业论文进展程度，对毕业论文过程中存在的具体问题进 行针对性的指导。（面授）2010-2011 学年第 2学期第211周撰写完成毕业论
3、文报告继续撰写毕业论文报告，完成毕业论文报告的修改与定稿。（面 授、电话、e-mail）2008-2009 学年第 2学期第12周毕业论文报告评阅毕业论文指导教师和评阅教师完成学生毕业论文报告评阅。（面 授、电话、e-mail）2010-2011 学年第 2学期第13周毕业答辩组织并完成毕业答辩。六、备注：1、本任务书一式三份，教研室、指导教师和学生各执一份；2、学生须将此任务书按装订要求进行装订。指导教师： 教研室主任：目录第1章 绪论1.1 课题背景 11.1.1开关电源原理 1一、 开关电源的电路组成： 1二、 输入电路的原理及常见电路： 22、DC输入滤波电路原理：3 4第2章 SG3
4、525芯片的工作原理叶2.1本章PWM控制芯片SG3525功能简介： 42.1.1 SG3525引脚功能及特点简介： 42.1.2 SG3525的工作原理6第3章 电源系统介绍 73.1 主电路结构及其工作原理73.2 控制电路8第4章 高频变压器的设计 94.1原副边电压比n 94.2 磁芯的选取及变压器的结构94.3 变压器初、次级匝数94.4 确定绕组的导线线径和导线股数10结论 10致谢： 13参考文献： 141.1 课题背景随着 PWM 技术的不断发展和完善，开关电源具有体积小、效率高等一系列 优点，在各类电子产品中得到广泛的应用。但由于开关电源的控制电路比较复杂、 输出纹波电压较高
5、，所以开关电源的应用也受到一定的限制。电子装置小型轻量化的关键是供电电源的小型化，因此需要尽可能地降低电 源电路中的损耗。开关电源中的调整管工作于开关状态，必然存在开关损耗，而 且损耗的大小随开关频率的提高而增加。另一方面，开关电源中的变压器、电抗 器等磁性元件及电容元件的损耗，也随频率的提高而增加。目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十 kHz；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百kHz。为提高开关频率必须 采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方 式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，原理上开关损耗为零，噪声 也很小，这是
6、提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变 换器已经实用化。开关电源的集成化与小型化已成为现实。然而，把功率开关管与控制电路都 集成在同一芯片上，必须解决电隔离和热绝缘的问题。开关电源以其高的性价比得到了广泛的应用。开关电源的电路拓扑结构很多, 常用的电路拓扑有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。其中, 在半 桥电路中, 变压器初级在整个周期中都流过电流, 磁芯利用充分，且没有偏磁的 问题，所使用的功率开关管耐压要求较低，开关管的饱和压降减少到了最小，对 输入滤波电容使用电压要求也较低。由于以上诸多原因, 半桥式变换器在高频开 关电源设计中得到广泛的应用。1.1.1 开
7、关电源原理一、 开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功 率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压 保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下：二、 输入电路的原理及常见电路：1、AC 输入整流滤波电路原理：12LIC2QriMCVl.Cl凯5C&C3fugCT 卄RT1 O输入滤波、整涼回路原理图陵番单元电磁干折滤波器（EJI ）颤、滤波CAS3GNDM0V2C4 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由 MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3
8、、FDG1 组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。 输入滤波电路：Cl、LI、C2、C3组成的双n型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生 的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对 C5 充电，由于瞬间电流大， 加RT1 （热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电 阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时 它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 整流滤波电路：交流电压经BRG
9、1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流 电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。2、DC输入滤波电路原理：L2L1AF1flDC+R212Q2L1BL3R54-C4GND-Q1K4丁 -COD丄ClFCS/ 胃14BD(?IN4C2.M071输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双n型滤波网络主要是对输入电源的电 磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频 杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7 组成抗浪涌电路。在起机 的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成
10、回路。当C6上的电压充至 Z1 的稳压值时 Q2 导通。如果 C8 漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流 在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短 的时间烧毁，以保护后级电路。第2章SG3525芯片的工作原理2.1本章PWM控制芯片SG3525功能简介:随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用，为此 美国硅通用半导体公司（Silicon General）推出SG3525。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系列PWM控制器分军 品、工业品、民品三个等级。下面我们对SG3525特
11、点、引脚功能、电气参数、 工作原理以及典型应用进行介绍。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。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与 误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差 电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源 的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控 制器。2.1.1 SG3525引脚功能及特点简介:SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简 单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱
12、动能力；内部含有 欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同 时能限制最大占空比。其性能特点如下：1）工作电压范围宽：835V。2）内置5. 1 V1. 0%的基准电压源。3）芯片内振荡器工作频率宽100Hz400 kHz。4）具有振荡器外部同步功能。5）死区时间可调。为了适应驱动快速场效应管的需要，末级采用推拉式工作 电路，使开关速度更陕，末级输出或吸入电流最大值可达400mA。6）内设欠压锁定电路。当输入电压小于8V时芯片内部锁定，停止工作（基准源 及必要电路除外），使消耗电流降至小于2mA。7）有软启动电路。比较器的反相输入端即软启动控制端芯片的引脚8，可外
13、接 软启动电容。该电容器内部的基准电压Uref由恒流源供电，达到2. 5V的时间为 t=（2. 5V/50口A）C，占空比由小到大（50%）变化。8）内置PWM（脉宽调制）。锁存器将比较器送来的所有的跳动和振荡信号消除。 只有在下一个时钟周期才能重新置位，系统的可靠性高。其引脚及原理图如图 1下：1hi1 Vrcf凤和输A 12丨环Tl vs冃歩端匚3It二1 EJTiEi麵溜器槪出匚二4l；i心、c i l_i总1地打匚i 11一1 阳 E飒电轴匚7Iti.刑诧口空it!钛和初编匚S9二补爍31i IJ dii5.1 VALJ1I；d忖I9护崔输入 ”吊亦I晟入 g$ _ _辛乂 h書勾 关
14、擠尸二凭用亦定|刊右锻溺祸细i电了4_沪引脚功能说明直流电源 Vs 从脚 15接入后分两路，一路加到或非门；另一路送到基准电压稳压器的输入端，产生稳定的元器件作为电源。振荡器脚5须外接电容CT,脚6 须外接电阻RT。振荡器频率厂由外接电阻RT和电容CT决定，振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触 发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端，比较器的反 向输入端接误差放大器的输出，误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行 比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波 脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振 荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补，交替输出高低电平，将PwM脉冲送 至三极管VT1及VT2的基极，锯齿波的作用是加入死区时间，保证VT1及VT2 不同时导通。最后，VTl及VT2分别输出相位相差为180的PWM波。I. Inv.inpu t（引脚1）：误差放大器反向输入端。在闭环系统中，该引脚接反 馈信号。在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。2. Noninv.input （引脚2）:误差放大器同向输入端。在闭环系统和开环系统 中，该端接给定信号。根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入 不同类型的反馈网络，可
