SG3525 11脚、14脚波形图(5-4)
SG3525 11脚、14脚波形图(5-4);SG3525 5脚波形如图(5-5);SG3525 外围电路图(5-6)。
SG3525 5脚波形如图(5-5)
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Uf220PFR510kR615k0.01uF2.8KR710k123456780.1uFIN-VREFIN+VSSYNCOUTBOSCVCCCTGNDRTOUTADISSDSSCOMPSG3525161514131211109COMPVREFCOMP+15VVREF10KR810c17R10200uF50pF
SG3525外围电路图(5-6)
5.6 反馈电路原理的设计
反馈电路原理图如图(5-7)。
为了确保输出的稳定,在+15V上引入反馈,采用2.5~36V可调式精密并联稳压器TL431作为稳压器件。它的输出电压可用两个电阻任意设置到Uref(2.5V)到36V范围内。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω。用它来构成外部误差放大器,再与线性光耦PC817组成隔离式反馈电路。当输入端加电信号时,发光器发出光线,照射在受光器上,受光器接受光线后导通,产生光电流从输出端输出,从而实现了“电-光-电”的转换。PC817不可以起到反馈作用,还可以起到隔离作用,当PC817二极管正向电流在3mA左右变化时,三极管的集射电流在4mA左右变化,而集射极电压在很宽的范围内线性变化,因而比较符合SG3525的控制要求。当+15V输出电压升高时,经R11、R12分压后得到的取样电压,就与TL431中的2.5V带隙基准电压进行比较,并在阴极上形成误差电压,使LED的工作电流发生变化,再通过光耦PC817去改变反馈FD的电压, SG3525 1脚的电压大小发生变化,9脚电流大小发生变化,从而使11、14的输出占空相应变化维持稳定的+15V输出。
UfUinR151.5K43R141.1K10K2PC817R17153Ω/1W20mA1500P 2.5V50KR1247PR1310KR11+15V3mAR15470Ω/1W1
反馈电路原理图图(5-7)
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5.6.1反馈电路参数计算
根据原理图(5-7)可知
R11V0?(1?)Vr 公式(5-2)
R12已经知道TL421的基准电压Vr=2.5V,取R11=10k,则由公式(5-1)变形得公式(5-3):
V015R12?(?1)R11=(-1)=50K 公式(5-3)
Vr2.5由图(5-8)PC817的Vce与If的关系曲线可以正确确定PC817二极管正向电流If,取If=3mA;二极管的正向压降Vf典型值为1.2V。从TL431的技术参数知,TL431的阴极电压值Vka在2.5V-37V变化时,TL431的阴极电压值Ika可以在从1mA到100mA以内很大范围里变化,一般选20mA即可,既可以稳定工作,又能提供一部分死负载。取R15=470? 则,R15的电压Vr15由公式(5-4)求得: Vr15=If×R15=0.003×470=1.41V 公式(5-4) R17上的电压可由公式(5-5)求得:
Vr17=Vr15+Vf=1.41+1.2=2.61V 公式(5-5) R17上的电流可由公式(5-6)求得:
Ir17=Ika-If=20-3=17mA, 公式(5-6) R17的阻值可由公式(5-7)求得:
Vr172.61R17= ==153Ω 公式(5-7)
Ir170.017实际使用R15、R17为1W的功率电阻。
PC817的Vce与If的关系曲线图(5-8)
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6.辅助电源
整个电路有三个地方需要供电分别是SG3525、IR2110、PC817都为15V的直流电,若SG3525与IR2110之间有加PC817进行光隔离,则电源要独立,不可共地,若SG3525与IR2110间不加PC817SG3525与IR2110可用同一电源,若想要输出驱动波形跟好可给IR2110自举电容加以独立的15V直流电。
6.1辅助电源设计
1N4007220V18V1000uF/50V1uF1uFGND10uF/25V21.6V1781523+15V
辅助电路的原理图如图(6-1)。
稳压电源由变压器、二极管整流桥、滤波器和集成稳压等环节组成。
(1)三端固定稳压器选7815输出+15V。 (2)整流桥选1N4007。
(3)变压器二次侧电压有效值和输入电压一般情况下,输入电压应比输出电压高3V左右。本设计要使用输出15V的直流稳压电源,所以变压器的二次侧的电压至少要18V。
(4)滤波电容参数计算。
滤波电容参数计算可由公式(6-1)求得:
T(3~5) 公式(6-1) R C≥
25T取RC =式中,R为C右边的等效电阻,应取最小值,T为市电交流电的周期
2T=20ms取I=0.5A,则R的最小值可由公式(6-2)求得:
Rmin=
V2?15 ==42.42Ω 公式(6-2) Iomax0.5则,由公式(6-1)变形得公式(6-3)求得:
5?20?1000 C==1178μF 公式(6-3)
2?42.42可见,滤波电容容量较大,应选电解电容。其耐压值要大于相应的输入电压的1.5倍。受规格的限制。实际容量应选为C1=2200μF/35V。
本次毕业设计至少要有两种相同的辅助电源。
7.硬件调试
7.1 辅助电源的调试
辅助电源的调试相对比较简单,主要检查清楚整流二极管滤波电容和7515
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方向没接反就可以,最后用直流档测量输出为稳定的15V就可以。
7.2 控制电路调试
控制电路调试主要测量SG3525 9脚的电压是否在1.5V 置5.2V之间,5脚锯齿波是否可以,16脚电压有无5.1V。最重要的是11脚与14脚的输出波形是不是方波,是否有足够的死区时间,调2脚电压时11脚14脚输出方波的占空比是否变化等。
11脚14脚输出的方波占空比一大一小,通过查资料了解到SG3525的10脚在没加过流保护环节时要接地,不接地会出现一段时间内波形正常,一段时间不正常。
7.3 驱动电路调试
在测试驱动电路时主要测10脚与12脚的输入波形是否与SG3525出来的波形相对应,1脚7脚的输出波形是否是漂亮的方波,自举电容两端的波形是否在比较稳定的范围内。
在测试IR2110的输入端是发现经过PC817的方波发生了畸变,再测IR2110的输出时发现调占空比时IR2110的占空比0-100%可调。后来发现限制PC817的限流电阻和下拉电阻取值问题导致波形畸变,从而导致IR2110的输出出现上述不良情况。通过多次更换限流电阻和下拉电阻波形畸变得到了一定的改善,不过还是不能达到完全的线性传输。为了得到更好的驱动效果,去除PC817,从SG3525加一电阻值接加在IR2110的输入端,经实际测试IR2110的输出波形0-45%可调,满足驱动要求。
后来直接把IR2110上的快恢复二极管去掉,在自举电容两端加一独立的15V直流稳压电源,输出波形更美观,驱动效果更好。
7.4 主电路的调试
对于主电路的调试,一定要一部一部调,先用24V测试整流滤波电路再测变压器原边的波形,变压器副边的波形,输出电压等。
遇到的主要问题是,220V上电瞬间保险丝就烧,经过反复检查与测试可知是因为购买电容时买了值较大的的电容瞬间冲击电流过大,导致保险丝烧掉。
结束语
毕业设计完成的主要工作是让占空比可调,输出15W开关电源的硬件制作。 通过搜集开关电源的相关资料,了解电源的相关制作方法,并通过控制电路与驱动电路的选择,针对设计任务提出了可行方案。在设计方案中,结合芯片SG3525和IR2110特点,用半桥的结构来设计开关电源。根据设计方案,详细地阐述了SG3525的控制原理和IR2110的驱动过程。设计了相应的硬件电路。
虽然做了以上几方面工作,但由于时间和实验条件的限制等原因,所做工作还有很多需要完善的地方。SG3525没有过流保护,控制电路与驱动电路间没有光隔离,半桥主电路前的热敏电阻在上电完成后没有用继电器隔离开而影响效率等。
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