sg3524的功能.doc

SG3524 的功能引言当铁路、冶金等行业的一些大功率非线性用电设备运行时, 将给电网注入大量的谐波, 导致电网电压波形畸变。根据我们的实验观察, 在发生严重畸变时, 电压会出现正负半波不对称, 频率也会发生变化。这样的供电电压波形, 即使是一般的电力用户, 也难以接受, 更无法用其作为检修、测试的电源。同时, 在这种情况下, 一般的稳压电源也难以达到满意的稳压效果。为此, 我们设计了该逆变电源。其控制电路采用了 2 片集成脉宽调制电路芯片 SG3524 , 一片用来产生 PWM 波, 另一片与正弦函数发生芯片 ICL8038 做适当的连接来产生 SPWM 波。集成芯片比分立元器件控制电路具有更简单、更可靠的特点和易于调试的优点。图1 系统主电路和控制电路框图 1 系统结构及框图图1 示出了系统主电路和控制电路框图。交流输入电压经过共模抑制环节后, 再经工频变压器降压, 然后整流得到一个直流电压, 此电压经过 Boost 电路进行升压,在直流环上得到一个符合要求的直流电压 350V ( 50Hz/220V 交流输出时)。 DC/AC 变换采用全桥变换电路。为保证系统可靠运行, 防止主电路对控制电路的干扰,采用主、控电路完全隔离的方法, 即驱动信号用光耦隔离, 反馈信号用变压器隔离, 辅助电源用变压器隔离。过流保护电路采用电流互感器作为电流检测元件, 其具有足够快的响应速度,能够在 MOS 管允许的过流时间内将其关断。 2 控制及保护电路为了降低成本, 使用两块集成 PWM 脉冲产生芯片 SG3524 和一块函数芯片 ICL8038 ,使得控制电路简洁,易于调试。图2 所示为 SG3524 的结构框图和引脚图。 SG3524 工作过程是这样的: 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+ 5V 基准电压。+ 5V 再送到内部(或外部)电路的其他元器件作为电源。振荡器脚 7 须外接电容 CT,脚6 须外接电阻 RT。振荡器频率 f 由外接电阻 RT 和电容 CT 决定, f= 。本设计将 Boost 电路的开关频率定为 10kHz ,取 CT= μF, RT=5k Ω; 逆变桥开关频率定为 5kHz ,取 CT= μF, RT=10k Ω。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端, 比较器的反向端接误差放大器的输出。误差放大器实际上是个差分放大器,脚1 为其反向输入端;脚2 为其同相输入端。通常,一个输入端连到脚 16 的基准电压的分压电阻上(应取得 的电压), 另一个输入端接控制反馈信号电压。本系统电路图中, 在 DC/DC 变换部分, SG3524 1 芯片的脚 1 接控制反馈信号电压,脚2接在基准电压的分压电阻上。误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较, 从而在比较器的输出端出现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端互补,交替输出高低电平,其作用是将 PWM 脉冲交替送至两个三极管 V1 及 V2 的基极, 锯齿波的作用是加入了死区时间, 保证 V1 及 V2 两个三极管不可能同时导通。最后, 晶体管 V1 及 V2 分别输出脉冲宽度调制波,两者相位相差 180 ° 。当 V1 及 V2 并联应用时,其输出脉冲的占空比为0 %~ 90%;当 V1 及 V2 分开使用时, 输出脉冲的占空比为 0 %~ 45%, 脉冲频率为振荡器频率的 1/2 ,在本系统电路图(图 1 )中,两块 SG352 4 都为并联使用。当脚 10 加高电平时,可实现对输出脉冲的封锁,进行过流保护。 利用 SG3524 生成 SPWM 信号按照上述 SG3524 的工作原理,要得到 SPWM 波,必须得有一个幅值在1~ ,按正弦规律变化的馒头波,将它加到 SG3524 2 内部,并与锯齿波比较, 就可得到正弦脉宽调制波。我们设计的控制电路框图, 以及实际电路各点的波形, 如图 3 所示。正弦波电压 ua 由函数发生器 ICL803 8 产生。 ICL8038 引脚和具体的接法如图 4 所示。正弦波的频率由 R1, R2和C 来决定, f= ,为了调试方便,我们将 R1及 R2 都用可调电阻, R2和R 是用来调整正弦波失真度用的。在实验中我们测得当 f=50H z 时, R1 + R2= Ω,其中 C= μF 。正弦波信号产生后,一路经过精密全波整流, 得到馒头波 uc, 另一路经过比较器得到与正弦波同频率,