意法半导体SG3525AP013TR PWM控制器中文资料

一、型号与类型

SG3525AP013TR是意法半导体（STMicroelectronics）生产的一款高性能PWM（脉宽调制）控制器。该芯片以其强大的功能和广泛的应用领域，在电力电子领域占据重要地位。SG3525AP013TR属于SG3525A系列，该系列芯片专为提高各类开关电源设计的性能并减少外部部件数量而设计。作为PWM控制器，SG3525AP013TR能够实现对电源输出电压的精确控制，并通过调整脉冲宽度来稳定输出电压。

　　厂商名称：ST意法半导体

　　元件分类：PWM控制器

　　中文描述： PWM控制器，4.5V-35V电源，400kHz，35V In，5.1V/100mA输出，NSOIC-16

　　英文描述： PWM Controller，4.5V-35V Supply，400 kHz，35V In，5.1V/100 mA Out，NSOIC-16

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-37085138-SG3525AP013TR.html

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　　SG3525AP013TR概述

　　SG3525A系列脉宽调制器集成电路设计用于在设计所有类型的开关电源时提供更高的性能并减少外部部件数量。片上+5.1 V基准电压调整为±1%，误差放大器的输入共模范围包括基准电压，无需外部电阻器。振荡器的同步输入允许多个单元从属或单个单元与外部系统时钟同步。C T之间的单个电阻器和放电端子提供了广泛的死区时间调整。这些器件还具有内置软启动电路，只需要一个外部定时电容器。关断终端控制软启动电路和输出级，通过脉冲关断的PWM锁存器提供瞬时关断，以及具有更长关断命令的软启动循环。这些功能还由欠压锁定控制，该锁定保持输出关闭，软启动电容器在低于正常输入电压时放电。该锁定电路包括大约500 mV的迟滞，用于无抖动操作。这些PWM电路的另一个特点是比较器后面的锁存器。一旦PWM脉冲因任何原因终止，输出将在此期间保持关闭。每个时钟脉冲都会重置锁存器。输出级是图腾柱设计，能够提供或吸收超过200 mA的电流。SG3525A输出级具有NOR逻辑，为关闭状态提供低输出。

　　所有功能

　　双源/汇输出驱动器

　　锁存PWM以防止多个脉冲

　　逐脉冲关断

　　内部软启动

　　8至35 V操作

　　100 Hz至500 KHz振荡器范围

　　5.1 V基准电压调整为±1%

　　可调死区时间控制

　　具有迟滞的输入欠压锁定

　　单独的振荡器同步终端

　　SG3525AP013TR中文参数

　　SG3525AP013TR引脚图

二、工作原理

SG3525AP013TR的工作原理基于脉宽调制技术（PWM），这是一种通过改变信号的脉冲宽度来调制其平均值的模拟控制方式。PWM控制器通过内部电路的比较器、误差放大器、频率振荡器和输出驱动器等关键组件协同工作，实现对输出信号的精确控制。

1. 误差放大器：首先，误差放大器比较输入信号（通常是参考电压）与反馈信号（来自输出端的电压或电流采样），生成一个误差信号。这个误差信号反映了当前输出与设定值之间的差异。

2. 频率振荡器：接着，频率振荡器根据外部电阻和电容的值，生成一个可调频率的锯齿波或三角波信号。这个信号的频率决定了PWM信号的频率。

3. 比较器：然后，误差信号与振荡器产生的波形信号在比较器中进行比较。当误差信号高于波形信号时，比较器输出高电平；反之，输出低电平。这个比较结果直接决定了PWM信号的宽度。

4. 输出驱动器：最后，输出驱动器将比较器输出的PWM信号放大，驱动负载电路。通过调整PWM信号的宽度，可以实现对负载电压或电流的控制。

三、特点

SG3525AP013TR具有多种特点，使其在电力电子领域具有广泛的应用前景。以下是其主要特点：

1. 宽工作电压范围：SG3525AP013TR的工作电压范围从8V到35V，适用于多种电源应用场景。

2. 高精度基准电压：片内集成的+5.1V基准电压经过修整至±1%，为内部电路提供稳定的参考电压。

3. 可调振荡器频率：通过外部电阻和电容，可以轻松调整振荡器的频率范围，从100Hz到400kHz，满足不同应用需求。

4. 内置软启动电路：只需一个外部定时电容器，即可实现电路的软启动，减少启动时的电流冲击。

5. 死区时间可调：通过外部电阻和电容，可以调整开关器件的切换时间（死区时间），减少开关过渡过程中的损失。

6. 输入欠压锁定：具有输入欠压锁定功能，当输入电压低于设定值时，自动锁定输出，保护电路安全。

7. PWM锁存功能：具有PWM锁存功能，可以禁止多个脉冲输出，防止电路异常。

8. 输出级设计：输出级采用图腾柱设计，能够拉出或吸收超过200mA的电流，满足大功率应用需求。

四、应用

SG3525AP013TR广泛应用于各种需要精确控制输出电压或电流的场合，包括但不限于：

1. 交流电源：通过脉宽调制技术，SG3525AP013TR可以将直流电转换为交流电，实现对交流电源输出电压和频率的精确控制。

2. 逆变器：在太阳能和风能转换系统中，SG3525AP013TR作为逆变器的核心控制芯片，通过调整PWM信号的宽度和频率，实现高效、稳定的电能转换。

3. 电机调速：在电机控制领域，SG3525AP013TR通过调整PWM信号的占空比，实现对电机转速的精确控制，广泛应用于工业自动化、家用电器等领域。

4. 充电器：在充电器设计中，SG3525AP013TR能够实现对充电电流的精确控制，保护电池免受过充、过放等损害。

5. 电化学领域：在电化学领域，SG3525AP013TR可用于控制电解、电镀等过程中的电压和电流，确保工艺的稳定性和效率。

五、参数

SG3525AP013TR的主要参数如下：

• 工作温度：0℃ ~ +70℃

• 供电电压：8V ~ 35V

• 开关频率：100Hz ~ 400kHz

• 调节范围：0% ~ 100%（受外部电路设计影响）

• 基准电压：+5.1V ±1%

• 输出电流（图腾柱输出）：大于200mA

• 欠压锁定阈值：典型值约7.5V（具体值可能因版本和温度而异）

• 输出关断延迟时间：由外部电容决定，可调整

• 死区时间：通过外部电阻和电容可调，减少开关切换时的交叠损失

• 静态电流：典型值约10mA（在典型工作条件下）

• 封装形式：TO-220（或其他根据具体型号而定），适合散热和PCB布局

• 引脚配置：包含多个功能引脚，如电源输入（VCC）、基准电压输出（VREF）、误差放大器输入/输出（EAIN/EAOUT）、振荡器频率调节（RT/CT）、PWM输出（OUTA/OUTB）、软启动（SS/DISB）、同步输入（SYNC）等，便于与外部电路连接和调试。

六、设计考虑

在设计基于SG3525AP013TR的电路时，需要考虑以下几个关键因素：

1. 电源稳定性：确保供电电压稳定且满足SG3525AP013TR的工作范围，避免因电压波动导致的性能下降或损坏。

2. 振荡器频率和占空比调节：根据应用需求，合理选择外部电阻和电容的值，以调整振荡器的频率和PWM信号的占空比。

3. 反馈电路设计：设计精确的反馈电路，确保能够准确反映输出电压或电流的变化，并通过误差放大器将反馈信号与参考电压进行比较。

4. 保护电路设计：加入过流保护、过压保护、欠压锁定等保护电路，确保在异常情况下能够及时切断输出，保护电路和负载不受损害。

5. 散热设计：对于大功率应用，需要考虑SG3525AP013TR及其周边电路的散热问题，避免温度过高导致性能下降或损坏。

6. 电磁兼容性（EMC）设计：合理布局PCB，减少电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS）问题，确保电路的稳定性和可靠性。

七、总结

SG3525AP013TR作为一款高性能的PWM控制器，凭借其宽工作电压范围、高精度基准电压、可调振荡器频率、内置软启动电路等特点，在电力电子领域具有广泛的应用前景。无论是交流电源、逆变器、电机调速、充电器还是电化学领域，SG3525AP013TR都能提供精确、稳定的控制性能。在设计基于SG3525AP013TR的电路时，需要充分考虑电源稳定性、振荡器频率和占空比调节、反馈电路设计、保护电路设计、散热设计以及电磁兼容性设计等因素，以确保电路的稳定性和可靠性。通过这些设计考虑和合理应用SG3525AP013TR的优越性能，可以进一步推动电力电子技术的发展和应用。