一种基于SG3525A的PWM型开关稳压电源设计

1、整流滤波电路

本设计为提高主回路的输入电压UIN，整流滤波电路部分采用了三倍压整流电路，如图1所示。

图1  三倍压整流电路

2、DC-DC变换器控制电路设计

变换器控制部分采用了开关电源集成控制器SG3525A，该芯片具有输出频率范围宽，工作电压范围广，基准电源精度高，死区时间可调等优点。SG3525A具有两个交替工作的输出端，本设计中只需控制一个开关元件，所以采用了两输出端经过4071同时驱动开关元件的方法，如图2所示。

图2  DC-DC变换器控制电路

3、提高效率的方法及实现方案

1）选择结构简单，主回路中元件少的降压型DC-DC变换器作为拓扑结构。

2）选用饱和导通压降小、开关速度快的IGBT作为开关元件。

3）采用工作性能稳定，开关速度较高的M57962L驱动IGBT。如图3所示：

图3  IGBT驱动电路

4）合理布置主回路连线。

4、电路设计与参数计算

1）主控电路设计采用AT89S51单片机作为控制核心，整体框图见图4：

图4  整体框图

2）保护电路设计IGBT的关断瞬间是最易发生损坏的过程，本设计中采取通过在IGBT的C、E两端添加RC缓冲器，减少关断瞬间的集电极电流。

5、测试方法与测试数据

a）测试仪器

测试仪器主要包括：MT800型高精度数字万用表；TDS3012B型数字示波器；1KVA单相调压器；30Ω/200W滑动变阻器。

b）测试方法

1）将MT800型数字万用表选择直流电压档，与输出端并联，测量输出电压。

2）将数字万用表选择直流电流档，串联在输出回路中，测量输出电流。

3）通过单相调压器改变隔离变压器副边输出电压，使U2在15V～21V改变，利用数字电压表测量输出端电压，根据

计算电压调整率。

4）设定整流滤波电路输入电压～18V，通过滑动变阻器改变输出电流0A～2A，利用数字电压表测量输出端电压，根据

计算负载调整率。

5）利用四块万用表，同时测量输入端UIN、IIN、UO和IO，根据

计算DC-DC变换器效率。

c）测试数据

基本及发挥部分数据测试：

1）输出电压Uo可调范围：30V～60V；

2）最大输出电流Iomax:2A；

3）Io从0变到2A时，负载调整率SI≤0.33%（U2=18V）；

4）DC-DC变换器的效率≥75%

5）具有过电流保护功能，动作电流Io（th）=2.5A；

6）能对输出电压进行键盘设定和初步调整，步进值1V；同时具有输出电压，电流的测量和数字显示功能。

6、结束语

本设计经过参数测试，发现该稳压电源的DC-DC变换器效率不高。经测试原因是IGBT导通和关断时集电极电流较大，损耗了较大功率。为降低IGBT导通和关断时的损耗，最后采用零电流谐振或零电压谐振，以改善IGBT工作状态，降低损耗，提高DC-DC变换器效率。