1引言

在中小容量變頻電源的設計中，采用自關斷器件的脈寬調制系統比非自關斷器件的相控系統具有更多的優(yōu)越性。第二代脈寬調制器SG3525應用于交流電機調速、UpS電源以及其他需要pWM脈沖的領域。其外圍電路可對串聯諧振式逆變電源進行多功能控制，實現H橋式MOSFET脈寬調制pWM信號的生成和逆變電源的保護功能，以及變頻電源工作過程中諧振頻率的跟蹤控制。

2pWM2SG3525的結構特性

SG3525脈寬調制控制器，不僅具有可調整的死區(qū)時間控制功能，而且還具有可編式軟起動，脈沖控制封鎖保護等功能。通過調節(jié)SG3525第6腳（RT）上的電流大小可以改變輸出控制信號pWM的頻率，調節(jié)第9腳（EAOUT）的電壓可以改變輸出脈寬，這些功能可以改善變頻電源的動態(tài)性能和簡化控制電路的設計。

2.1pWM-SG3525內部結構

SG3525的內部結構見圖1，由基準電壓調整器、振蕩器、誤差放大器、比較器、鎖存器、欠壓鎖定電路、閉鎖控制電路、軟起動電路、輸出電路構成

2.2欠壓鎖定功能

基準電壓調整器受15腳的外加直流電壓VC的影響，當VC低于7V時，基準電壓調整器的精度值就得不到保證，由于設置了欠壓鎖定電路，當出現欠電壓時，欠壓鎖定功能使A端線由低電壓上升為邏輯高電平經過或非門輸出轉化為p1=p2=ˉA+ˉB+ˉC+ˉD=0，SG3525的13腳輸出為高電平，功率驅動電路輸出至功率場效應管的控制脈沖消失，逆變器無電壓輸出。

2.3系統的故障關閉功能

集成控制器SG3525內部的T3晶體管基極經一電阻連接10引腳。過流保護環(huán)節(jié)檢測到的故障信號使10腳為高電平，由于T3基極與A端線相連，故障信號產生的關閉過程與欠電壓鎖定過程類似。在電路中，過流保護環(huán)節(jié)還輸出一個信號到與門的輸入端，當出現過流信號時，檢測環(huán)節(jié)輸出一低電平信號到與門的輸入端，使脈沖消失，與SG3525的故障關閉功能一起構成雙重保護。

2.4軟起動功能

軟起動功能的實現主要由SG3525內部的晶體管T3和外接電容C3及鎖存器來實現的。當出現欠壓或者有過流故障時，A端線高電平傳到T3晶體管基極，T3導通為8引腳外接電容C3提供放電的途徑，C3經T3放電到零電壓后，限制了比較器的pWM脈沖電壓輸出，電壓上升為恒定的邏輯高電平，pWM高電平經pWM鎖存器輸出至D端線仍為恒定的邏輯高電平，C3電容重新充電之前，D端線的高電平不會發(fā)生變化，封鎖輸出。當故障消除后，A端線恢復為低電平正常值，T3截止，C3電容由50ΛA電流源緩慢充電，C3充電對pWM和D端線脈沖寬度產生影響，同時對p1和p2輸出脈沖產生影響，其結果是使p1和p2脈沖由窄緩慢變寬，只有C3充電結束后，p1和p2的脈沖寬度才不受C3充電的影響。這種軟起動方式，可使系統主回路電機及功率場效應管承受過大的沖擊浪涌電流。

2.5波形的產生及控制方式分析

SG3525內部的鋸齒波作為載波信號Ut，外加的給定信號Ug作為調制信號由9腳輸入，載波信號Ut和給定信號Ug疊加用于確定脈寬調制波的初始占空比，可控制逆變器輸出電壓的大小和極性。Ug可正可負，由模擬或數字調節(jié)器的輸出來控制，可構成閉環(huán)自動控制系統。集成控制器SG3525的輸出側采用推拉式電路可使關斷速度加快。當11腳、14腳與12腳連接時，pWM脈沖由13腳輸出，這樣能夠保證13腳的輸出與鎖存器的輸出一致。SG3525內部的電壓波形如圖2所示，鋸齒波與調制波的交點比較功能由比較器完成，當Ut》Ur時，比較器輸出的pWM波形由邏輯低電平變?yōu)楦唠娖剑擴t《Ur時，比較器輸出的pWM波形由邏輯高電平變?yōu)榈碗娖剑瑸楸ＷCpWM波寬不至于太窄，用pWM鎖存器鎖存高電平值，并在Cp脈沖下跳時對鎖存器清零，以進行下一個比較點的鎖存

2.6延時回路

在可逆變換器中，跨接在電源US兩端的上、下兩個功率場效應管交替工作，由于功率場效應管的關斷要有一定的時間。如果在此期間另一個功率場效應管已經導通，則將造成上下兩管直通，從而使電源正負極短路。為了避免發(fā)生這種情況，設置了由R、C電路構成的邏輯延時環(huán)節(jié)。保證在對一個管子發(fā)出關閉脈沖后，延時2Λs左右的時間后再發(fā)出對另一個管子的開通脈沖。如圖3所示，

Ua為SG3525的13腳輸出占空比可調的脈沖波形（占空比調節(jié)范圍不小于0.1～0.9），經過RC移相后，輸出兩組互為倒相、死區(qū)時間為4Λs左右的脈沖，經過驅動4只MOSFET管，其中VT1，VT4驅動信號相同，VT2，VT3驅動信號相同。

變頻電源主電路中的單相整流橋與Boost斬波電路VT0和VD0結合，采用ApFC控制技術對輸入交流電進行有源功率因數校正的變換，形成高入端功率因數的整流器。逆變器電路采用MOSFET和輔助電路構成的H型橋式結構，通過pWM控制技術進行雙極性變頻變壓變換形成串聯諧振式逆變電源。變頻電源控制器由單片機系統、SG3525和ApFC校正電路以及隔離驅動等部分組成。由霍爾電壓傳感器LEM1和霍爾電流傳感器LEM2將負載電壓和電流信號進行隔離轉換，并由單片機通過AöD進行檢測，作為閉環(huán)系統的反饋信號，單片機控制SG3525發(fā)出的pWM脈沖，來控制逆變器VT1，VT4和VT2，VT3輪流導通，從而控制逆變電壓和逆變頻率。其中VT1～VT4功率場效應管的型號為IRF840，開關頻率為30MHz，VD1～VD4采用反相恢復時間較快的功率二極管50WF40F，主電路整流器二極管采用Zp6，反向的峰值電壓為800V。

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