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大功率恒流電源以SG3525為控制芯片
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大功率恒流電源以SG3525為控制芯片

ZUOZHE:admin   FABURIQI:2019-04-17 00:42   XINXILAIYUAN:http://yyyyee.com/

本文介紹了大功率恒流電源以SG3525為控制芯片、采用半橋變換的拓撲結構,輸出為恒壓/恒流12V/20A,負載輸出小于0.6W時,為恒流工作模式,當負載大于0.6W時,其工作在恒壓模式,電源在最大輸出功率240W,且電流均勻可調、較寬輸入電壓范圍、低輸出紋波的大功率LED電源。

1、系統結構設計

本文設計的大功率恒流電源主要包含輸入保護、EMI濾波電路、全橋整流電路、半橋式DC-DC變換電路、反饋電路和控制驅動電路部分等,其大體電路結構如圖1所示。交流電壓輸入后,經過EMI濾除電源工作中所產生的電磁干擾,然后整流。經過對負載的電流、電壓進行取樣,由控制電路反饋到控制電路,最后通過改變兩個MOSFET管占空比,實現精確的電流或電壓控制。

基于SG3525芯片的大功率恒壓/恒流LED電源研制

山东11选5走势图 TU1  DIANYUANXITONGJIEGOUTU

DIANYUANDEZHUTUOPUJIEGOUCAIYONGBANQIAOSHIBIANHUANQIRUTU1SUOSHI,TASHIZAITUIWANBIANHUANQIDEJICHUSHANGFAZHANERLAIDE,TABAOKUOLIANGZHIGONGLVKAIGUANGUANGOUCHENGBANQIAO、LIANGGEDIANRONG、GAOPINBIANYAQIDENGZUCHENG。QIAOSHIDIANLUJIANGSHURUDEZHILIUDIANZHUANHUANCHENGGAOPINFANGBOJIAOLIU,ZAIJINGGAOPINBIANYAQIJIANGYAJIFUBIANGAOPINZHENGLIU、LVBOHOUSHUCHUZHILIU,SHIYONGYUSHUCHUGONGLVJIAODADECHANGHE,SHUYUGELISHIBIANYAQITUOPUJIEGOU。

基于SG3525芯片的大功率恒壓/恒流LED電源研制

山东11选5走势图 KONGZHI、QUDONGDIANLUYOUZHUANYONGDEJICHENGXINPIANSG3525JIQIWAIWEIDIANLUGOUCHENGPWMDIAOZHI,GAIXINPIANDIAOZHIFANWEIWEI100~400kHz,DANGXUANQUPINLVGUODISHISHUCHUBOXINGMODONGBIJIAODA,RUOSHIYAOQIUSHUCHUBOXINGJIAOHAO,PINLVYINGGAOYU20kHz,PINLVGUOGAOZEDUIKAIGUANGUANYAOQIUGAO,CHENGBENYAOGAOCHUHENDUO,SHICHANGSHANGKAIGUANPINLVYIBANWEI50~100kHz[1-4],ZONGHEKAOLVXIA,BENSHEJICAIYONG60kHz。

2、SG3525控制芯片介紹及設置

2.1、芯片結構及特性

SG3525的內部結構如圖2所示,大功率恒流電源由基準電壓調整器、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、軟起動電路和輸出電路構成。

基于SG3525芯片的大功率恒壓/恒流LED電源研制

山东11选5走势图 TU2 XINPIANSG3525DENEIBUJIEGOU

TONGGUODIAOJIESG3525DE5JIAOSHANGDEDIANRONGHE6JIAOSHANGDEDIANZUGAIBIANSHUCHUKONGZHIXINHAOPWMDEPINLV;DIAOJIE9JIAOCOMPDEDIANYAKEYIGAIBIANSHUCHUMOKUAN,ZHEXIEGONGNENGKEYIGAISHANKAIGUANDIANYUANDEDONGTAIXINGNENGHEJIANHUAKONGZHIDIANLUDESHEJI。

2.2、芯片主要功能

(1)欠壓鎖定功能

山东11选5走势图 DANG15GUANJIAODIANYAVcXIAOYU8VSHI,YOUYUSHEZHILEQIANYASUODINGDIANLU,QIANYASUODINGQISHUCHUYIGEGAODIANPINGXINHAO,ZAIJINGGUOHUOFEIMENSHUCHUZHUANHUAWEIYIGEDIDIANPINGXINHAOSHUCHUDAOT1HET5DEJIJI,JINGTIGUANT1HET5GUANDUAN,SG3525DE13JIAOSHUCHUWEIVc,11JIAOHE14JIAOWUKONGZHISHUCHU,CONGERSHIXIANQIANYASUODING。

(2)系統的故障關閉功能

DANGXITONGGUOLIUSHI,GUOLIUBAOHUDIANLUJIANGSHUSONGGEI10JIAOYIGEGAODIANPING,YOUYUT3JIJIYULIANGGEHUOFEIMENXIANGLIAN,GUZHANGXINHAOCHANSHENGDEGUANBIGUOCHENGYUQIANDIANYASUODINGGUOCHENGLEISI。

(3)軟起動功能

大功率恒流電源山东11选5走势图軟啟動功能主要是由T3、8管腳外接的電容C3和鎖存器實現的。當出現欠壓或者有過流故障時,欠壓鎖定器的高電平傳到T3晶體管基極,T3導通為8引腳的外接電容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脈沖輸出,使PWM比較器輸出為高電平,PWM高電平經PWM鎖存器輸出至或非門仍為恒定的邏輯高電平,晶體管T1和T5關斷,封鎖輸出。當故障消除后,欠壓鎖定器輸出恢復為低電平正常值,T3截止,C3電容由50μA電流源緩慢充電,C3充電對PWM比較器和PWM鎖存器的輸出產生影響,同時對兩個或非門的輸出脈沖產生影響,其結果是使輸出脈沖由窄緩慢變寬,只有C3充電結束后,脈沖寬度不受C3充電的影響。

(4)延時回路

山东11选5走势图 ZAIKENIBIANHUANQIZHONG,KUAJIEZAIDIANYUANU1LIANGDUANDESHANG、XIALIANGGEMOSFETGUANJIAOTIGONGZUO,YOUYUGUANZIYOUYIDINGDESHIJIANGUANDUAN。RUGUOZAICIQIJIANLINGYIGEGONGLVCHANGXIAOYINGGUANYIJINGDAOTONG,ZEJIANGZAOCHENGSHANGXIALIANGGUANDUANLUDAOTONG(ZHITONG)。WEILEBIMIANZHITONG,SHEZHILEYOUR、CDIANLUGOUCHENGDELUOJIYANSHIHUANJIE。BAOZHENGLIANGGEGUANZIDAOTONGJIANGE3μs。

2.3、SG3525外圍電路

BENWENYUCAIYONG60kHzDEMOCHONG,GENJU:

基于SG3525芯片的大功率恒壓/恒流LED電源研制

山东11选5走势图 ZESHEZHICT=4700pF,RT=5.1kW,RD=100W。8GUANJIAOJIEDERUANQIDONGDIANRONGQU0.1μF,13GUANJIAOJIE0.1μFDIANRONGLVQUSHUCHUDIANYAJIANFENG,2GUANJIAOYOU16GUANJIAOTIGONGDE5.1VDIANYASHEZHIFANKUIDEGEIDINGDIANYA。3、4、12GUANJIAOZHIJIEJIEDI。

3、Matlab仿真搭建

3.1、控制芯片的模擬

大功率恒流電源利用MATLAB/smiulink庫中的RepeatingSequenceInterpolated模型產生三角波,模擬SG3525的振蕩回路,芯片SG3525的外圍電路設計如圖3所示。脈沖發生器起脈沖波形分配的作用,設定輸出波形的頻率為30kHz,通過與非門配合把Relay所產生的60kHz脈沖波形進行分配,產生A、B輸出端的脈沖波形[9],芯片功能的模擬如圖4所示。

基于SG3525芯片的大功率恒壓/恒流LED電源研制

山东11选5走势图 TU3  XINPIANSG3525DEWAIWEIDIANLUSHEJI

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山东11选5走势图 TU4  XINPIANGONGNENGDEMONI

LIYONGGUOLIUBAOHUGONGNENG,ZAIBENXITONGZHONGMONIGUOYABAOHUGONGNENG,DANGDishDUANDESHURUZHIDAYU12DESHIHOU,JINGGUORelay1YULUOJIFEIMENDEZUOYONG,CHANSHENGYIGEDIDIANPING,CONGERFENGSUOA、BDUANDESHUCHU。

3.2、電流/電壓反饋控制的模擬

大功率恒流電源電壓、電流反饋仿真如圖5所示,設定恒流反饋的采樣電阻為0.0036W,恒壓反饋直接反饋負載兩端電壓。CC為恒流反饋,CV為恒壓反饋。目標恒流為20A,則當檢測恒流采樣電壓小于0.072V時,則反饋為恒壓CV,同時檢測的還有設定值檢測,則此時反饋恒壓12V的設定值。當檢測到恒流采樣電壓不是0.072V時,則反饋為恒流CC,同時檢測的還有設定值檢測,則此時反饋為0.072V,即20A的設定值。

基于SG3525芯片的大功率恒壓/恒流LED電源研制

TU5  DIANLIU/DIANYAFANKUIKONGZHIXUANZEDEMONI

4、仿真驗證

XITONGZHENGTIFANGZHENRUTU6SUOSHI,FANGZHENCANSHUZHONGSHURUDIANYAWEI85~265V,FANGZHENSHIJIANWEI4s,LIANGGEBANQIAODIANRONGZHIWEI470mF,BIANYAQIRONGLIANGWEI500VA,BIANBIWEI3∶1;DIANLIUCAIYANGDIANZUWEI0.0036W,QUANQIAODELVBODIANRONGWEI11mF,SHUCHULVBODIANRONGWEI4700mF。

基于SG3525芯片的大功率恒壓/恒流LED電源研制

TU6  XITONGZHENGTIFANGZHEN

大功率恒流電源仿真結果如下:

(1)恒流下,220V輸入電壓,0.1W負載和0.6W負載,輸出電流波形。

YOUTU7、TU8KEZHI,DANGFUZAI0.1WHE0.6WDOUNENGGOUHENGLIUZAI20A,QIEFUZAI0.1WHE0.6WCHAODIAOLIANGDOUHENDIFENBIESHI1%HE2.5%YINEI,DANGFUZAISHI0.6WSHIWENBOBI0.1WSHISHAODAWEI2%。

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(2)恒壓下,220V輸入電壓,1W負載和10W負載,輸出電壓波形。

YOUTU9、TU10KEZHI,DANGFUZAIDAYU0.6WSHI,DIANYAKEYIWENDINGZAI12V,SUIZHUFUZAIDEZENGDAWENBOJIANDA,DANZAISHIJIDEDIANLUZHONG,RUGUODUISHUCHUJIARUWENYAGUAN,DUIDIANYADEWENDINGYOUBANGZHU。

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(3)220V輸入電壓,0.3W負載,當出現0.5s瞬時斷電恢復后,輸出波形。

DANGDIANYUANGONGZUOZAIHENGLIUZHUANGTAI,MONIDIANWANGYIBANCHUXIANDESHUNSHIDUANDIAN0.5s,RUTU11KEZHI,FUZAILIANGDUANDIAODIANSHIJIANWEI0.25sZUIXIAOWEI18AHUIFUSHIJIANBUDAO0.1s,MANZUYAOQIU。

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(4)0.3W負載,85V和265V輸入電壓波形對比。

山东11选5走势图 YOUTU12、TU13KEZHI,DANGSHURUWEI265VSHI,XIANGYINGSHIJIANDAZHIWEI0.3s,SHUCHUWENBOXIAOYU1.5%。DANGSHURUDIANYAWEI85VSHI,SHUCHUWENBOXIAOYU1%,DANSHIXIANGYINGSHIJIANJIAOMANWEI1.7s,RUGUOJIANXIAOBIANYAQIDEBIANBIHUOTIGAOBANQIAOSHANGDEDIANRONG,ZEHUIRANGXIANGYINGSHIJIANDAWEIJIANXIAO。

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5、結論

山东11选5走势图 BENWENGAISHULEJIYUSG3525BANQIAODIANYUANXITONGDESHEJIFANGAN,DUIZHUDIANLUZUOLEJIANYAOJIESHAO,DUISG3525ZUOLEXIANGXIYANJIU,ZAICIJICHUSHANG,LIYONGMATLABDUIXITONGZUOLEXIZHIDEFANGZHENYANZHENG。LIYONGSG3525XINPIANZUOWEIGAIDIANYUANDEKONGZHIXINPIAN,JUYOUJINGDUGAO,WAIWEIDIANLUJIANDAN,SHIDIANYUANDEZHENGGEJIEGOUHECHENGBENDAWEIJIANHUAHEJIANGDI。

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