脈沖寬度調制芯片SG3526初探

西安電子科技大學機電工程學院 楊榮花 趙明英 趙子龍 李瑞鵬

脈沖寬度調制芯片SG3526初探

西安電子科技大學機電工程學院 楊榮花 趙明英 趙子龍 李瑞鵬

介紹了脈沖寬度調制芯片SG3526的引腳功能、內部結構及工作原理。給出了開環測試電路和閉環測試電路，通過改變芯片外圍電路參數獲得實驗數據。數據表明輸出PWM波的占空比與誤差電壓的大小呈線性關系，且頻率隨著外圍電路電容電阻的增大而減小，同時此阻容的大小影響輸出PWM波占空比的可調范圍。

輸出PWM波；頻率；占空比；電阻電容

0 引言

隨著科技的飛速發展，基于脈沖寬度調制的電源電路在人們的日常生活、自動控制技術、生物科技、醫療設備等領域扮演著越來越重要的角色。同時，隨著自動控制技術的不斷成熟以及功率器件的廣泛應用，人們對電源電路的各種保護以及控制技術提出了更高的要求，本文主要討論脈寬調制器SG3526的引腳功能、內部結構以及它的開閉環測試電路，同時探索誤差電壓的大小與輸出PWM信號占空比的關系、外接電容電阻與輸出PWM信號的頻率、輸出PWM信號的占空比可調節范圍之間的關系。

1 SG3526引腳功能介紹及內部框圖

SG3526是一款具有18引腳的單片電壓型高性能脈沖寬度調制器，其正常工作電壓范圍為8V～35V，它是由鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器以及邏輯門等部分組成，除此之外，還包括軟啟動、欠壓保護和過熱保護等保護功能，表1是SG3526的引腳功能介紹表，圖1.1所示是SG3526的內部結構圖。

表1 SG3526引腳功能介紹表

從圖1.1可以看出，SG3526芯片可輸出兩路PWM波，分別是由OUTPUTA和OUTPUTB組成雙端輸出，Vc為單端輸出；頻率由RT和CT組成的鋸齒波振蕩器控制（雙端輸出的頻率是單端輸出頻率的一半），鋸齒波振蕩器輸出的最高頻率可達400KHz，RD決定輸出PWM信號的死區時間（RD越大，死區時間越長）。引腳Vin為電源輸入端，當Vin過低時，復位端變低，芯片被復位，當Vin達到正常工作范圍時，復位端為高，軟啟動電路正常工作，即芯片具有欠壓保護作用。

圖1.1 SG3526內部結構框圖

軟啟動電路由Css和構成，軟啟動的時間與Css的大小有關。

引腳+EA和引腳— EA為SG3526的內部誤差放大器的輸入端，在實際應用中，常在— EA、COMP之間跨接不同的元件使之成為所需要的調節器類型；理論上，雙端輸出PWM信號的最大占空比為50%，單端輸出的PWM信號占空比最大可達100%。

引腳— Cs和引腳+Cs構成內部比較器，對整個芯片起限流保護作用。

2 開環測試

在開環測試電路中，要完成三項任務：輸出PWM信號的占空比與誤差電壓之間的關系、RT和CT與輸出PWM信號頻率的關系以及它們對PWM占空比可調節范圍的影響。

由于輸出PWM信號對誤差放大器的電壓變化很敏感，為了測量方便，將誤差放大器反相端接地，同相端接500倍的衰減器，通過改變輸入的直流電壓，使同相端電壓發生變化，由此改變誤差放大器輸入電壓，測量輸出PWM信號的占空比，測試電路如圖2.1和圖2.2，實驗數據如表2。

將表2數據繪成折線圖2.3，可以看出輸出PWM波的占空比與誤差電壓的大小之間呈線性關系。

在探索RT、CT與輸出PWM信號頻率的關系中，改變RT和CT使鋸齒波振蕩器的頻率發生變化（RD接地），測量雙端端輸出PWM波的頻率，實驗數據折線圖如圖2.4和圖2.5。

圖2.1 SG3526單端輸出開環測試電路

圖2.2 SG3526雙端輸出開環測試電路

表2 輸出PWM信號占空比與誤差電壓關系實驗數據表（RT =19.7KΩ，CT =1nF，RD 接地，f=39.6K）

圖2.3 輸出PWM信號占空比與誤差電壓關系折線圖

由圖2.4和2.5可以看出輸出PWM信號的頻率與RT、CT存在反比關系。

在探索RT、CT與PWM占空比可調節范圍的關系中，改變RT或CT（RD接地），測量雙端輸出PWM信號的占空比可調節范圍，實驗數據如表3所示。

圖2.4 雙端輸出PWM信號的頻率與CT關系折線圖（RT=19.7KΩ）

圖2.5 雙端輸出PWM信號的頻率與RT關系折線圖（CT=1nF）

表3 雙端輸出PWM波的占空比可調節范圍與RT、CT關系實驗數據表（RD接地）

3 閉環測試

在閉環測試電路中，測試雙端輸出PWM波的占空比與誤差電壓之間的關系（OUTPUTA和OUTPUTB輸出一致，相位相差180°），測試電路如圖3.1，實驗數據如表4所示。

圖3.1 SG3526雙端輸出閉環測試電路

表4 雙端輸出PWM波的占空比與誤差電壓關系實驗數據表（RT=19.7KΩ，CT=1nF，RD接地，f=39.6KHz）

圖3.2 雙端輸出PWM波的占空比與誤差電壓關系折線圖

將表4數據繪成折線圖3.2，可以看出在閉環測試電路中，雙端輸出PWM波的占空比與誤差電壓的大小成正比。

4 結束語

提出的SG3526的開閉環測試電路有效的證明了：輸出PWM信號的占空比與誤差電壓的大小呈線性關系，在電路應用中，調節誤差放大器的電壓差，可以輸出穩定的實際所需要的PWM波；芯片的鋸齒波振蕩器外圍電路接入不同的RT、CT影響輸出PWM信號的頻率，且兩者呈反比關系，同時，在實際應用中，接入RT、CT越大，則輸出PWM信號的占空比可調節范圍越大。

[1]李晉川,脈寬調制電路(一)[B].四川大學,2000.

[2]劉軍,徐法義,馬波.基于SG3526的開關電源控制電路分析與改進[B].山東電視臺,2006.

[3]覃媛媛.脈寬調制器UC3526在開關電源中的應用[A].上海無線電設備研究所五室,2006.

[4]陳德康,脈寬調制器UC3842在開關電源中的應用[A].西南科技大學信息工程學院,2005.

[5]Zhen Shaowei,Zhang Bo,Luo Ping,Hou Sijian.A digitally controlled PWM/PSM dual-mode DC/DC converter[B].Institute of Physics Publishing,2011,115007(7).

The first exploration of the pulse width modulation chip SG3526

the pin function，internal structure and working principle of the pulse width modulation chip SG3526 are introduced.Showing the open loop test circuit and closed loop test circuit，and getting experimental data by changing the chip peripheral circuit parameters.the data shows that the duty cycle of the output PWM wave has a linear relation with the size of the error voltage，and the frequency decreases with the increase of peripheral circuit capacitance and resistance，at the same time，the size of the capacitance and resistance influences the adjustable range of the duty cycle of the output PWM wave.

PWM；frequency；the duty cycle；capacitance and resistance

楊榮花（1993—），女，碩士，主要研究方向：嵌入式系統、信號處理。

趙明英（1962—），男，碩士，副教授，主要研究方向：嵌入式系統、信號處理。

趙子龍（1994—），男，碩士，主要研究方向：嵌入式系統、信號處理。

李瑞鵬（1991—），男，碩士，主要研究方向：嵌入式系統、信號處理。