Thursday 12 November 2015

Rangkaian PWM Controller Menggunakan IC SG3525 untuk Push-Pull Converter

Rangkaian PWM Controller Menggunakan IC SG3525 untuk Push-Pull Converter

PWM digunakan dalam segala macam kontrol kekuasaan dan sirkuit converter. Beberapa contoh umum termasuk kontrol motor, DC-DC konverter, DC-AC inverter dan dimmer lampu. Ada banyak pengendali PWM tersedia yang membuat penggunaan dan penerapan PWM cukup mudah. Salah satu yang paling populer dari pengendali tersebut adalah IC SG3525 serbaguna dan di mana-mana diproduksi oleh beberapa produsen - ST Microelectronics, Fairchild Semikonduktor, Pada Semikonduktor, untuk beberapa nama.

IC SG3525 digunakan secara luas di DC-DC konverter, DC-AC inverter, sistem UPS rumah, inverter tenaga surya, pasokan listrik, pengisi baterai dan berbagai aplikasi lainnya. Dengan pemahaman yang tepat, Anda dapat segera mulai menggunakan SG3525 diri Anda sedemikian applications atau aplikasi lainnya benar-benar yang menuntut kontrol PWM. Sebelum pergike deskripsi dan aplikasi, mari lanjutkan pertama kita lihat diagram blok dan tata letak pin.

Gambar diagram blok IC SG3525

Gambar Pin Out SG3525



Pin 1 (Pembalikan Input) dan 2 (Non Pembalikan Input) adalah masukan untuk on-board amplifier kesalahan. Jika Anda bertanya-tanya apa itu, Anda bisa memikirkan itu sebagai pembanding yang mengontrol kenaikan atau penurunan dari siklus untuk "umpan balik" yang Anda asosiasikan dengan Pulse Width Modulation (PWM). Fungsi ini baik untuk menambah atau mengurangi siklus tergantung pada tingkat tegangan pada inverting dan non-inverting Input - pin 1 dan 2 masing-masing.

* .Ketika Tegangan pada input inverting (pin 1) lebih besar dari tegangan pada Non-Pembalikan Input (pin 2), siklus menurun.

*. Ketika tegangan pada input non-inverting (pin 2) lebih besar dari tegangan pada inverting input (pin 1), siklus meningkat.

Frekuensi PWM tergantung pada kapasitansi waktu dan resistance waktu. Waktu kapasitor (CT) dihubungkan antara pin 5 dan tanah. Resistor waktu (RT) dihubungkan antara pin 6 dan tanah. Resistansi antara pin 5 dan 7 (RD) menentukan dead time ( mempengaruhi frekuensi).

Frekuensi berhubungan dengan RT, CT dan RD untuk menurunkan dan menaikkan frekuensi :



Hubungan antara RT dan RD satuan dalam Ω dan CT satuan dalam Farad,  f satuan dalam Hz. Nilai-nilai khas dari RD berada dikisaran 10Ω sampai 47Ω. Rentang nilai yang dapat digunakan (seperti yang ditentukan oleh produsen SG3525) adalah 0Ω sampai 500Ω.

RT harus berada dalam kisaran 2kΩ sampai 150kΩ. CT harus berada dalam kisaran 1nF (kode 102) sampai 0.2μF (kode 224). Frekuensi osilator harus berada dalam kisaran 100Hz sampai 400kHz. Ada flip-flop sebelum tahap driver, karena yang sinyal output akan memiliki frekuensi setengah dari frekuensi osilator yang dihitung dengan menggunakan rumus yang disebutkan di atas. Jadi, jika Anda mencari untuk menggunakan ini untuk inverter 50Hz, Anda memerlukan sinyal drive 50Hz. Jadi, frekuensi osilator harus 100Hz.

Sebuah kapasitansi dihubungkan antara pin8 dan Ground memberikan fungsi soft-start.
Semakin besar kapasitansi, semakin besar waktu soft-start. Ini berarti bahwa waktu yang dibutuhkan untuk pergi dari 0% duty cycle dengan siklus yang diinginkan atau siklus maksimum lebih besar.

Jadi, siklus meningkatkan lebih lambat pada awalnya. Perlu diingat bahwa ini hanya mempengaruhi tingkat awal peningkatan siklus, yaitu, tingkat kenaikan dari siklus setelah SG3525 dijalankan. Nilai-nilai khas dari soft-start kapasitansi dalam kisaran 1μF sampai 22μF tergantung waktu yang diinginkan pada soft-start.

Pin 16 adalah output dari bagian tegangan referensi. SG3525 berisi modul tegangan referensi internal yang dinilai di 5.1V + yang dipangkas untuk memberikan akurasi± 1%. Referensi ini sering digunakan untuk memberikan tegangan referensi untuk penguat kesalahan untuk pengaturan tegangan referensi umpan balik. Hal ini dapat langsung terhubung ke salah satu input atau pembagi tegangan dapat digunakan untuk lebih menurunkan tegangan.

Pin 15 adalah VCC - tegangan pasokan ke SG3525 untuk beroperasi. VCC harus terletak dalam kisaran 8V sampai 35V. SG3525 memiliki lockout sirkuit di bawah tegangan yang mencegah operasi pada saat VCC bawah 8V, sehingga mencegah operasi yang salah atau kerusakan terhadap hubung singkat.

Pin 13 adalah VC - tegangan suplai ke tahap pengendali SG3525. Hal ini terhubung ke kolektor dari transistor NPN dalam tahap keluaran totem pole-. Maka nama VC. VC harus terletak dalam kisaran 4.5V ke 35V. Tegangan output drive akan menjadi salah satu transistor tegangan drop di bawah VC. Jadi ketika mengemudi Daya MOSFET, VC harus berada dalam kisaran 9V sampai 18V (karena kebanyakan Daya MOSFET memerlukan minimum 8V untuk sepenuhnya dan memiliki VGS tegangan rusaknya maksimum 20V). Untuk mengemudi MOSFET tingkat logika, lebih rendah VC dapat digunakan. Perawatan harus diambil untuk memastikan bahwa maksimum VGS tegangan rusaknya dari MOSFET tidak menyeberang. Demikian pula ketika output SG3525 dimasukkan ke pengemudi lain atau IGBT, VC harus dipilih sesuai, mengingat tegangan yang diperlukan untuk perangkat diberi suplai atau didorong. Ini adalah praktek umum untuk mengikat VC ke VCC ketika VCC dibawah 20V.

Pin 12 adalah koneksi ke ground dan harus dihubungkan ke sirkuit Ground. Ini harus mendorong berbagi kesamaan dengan perangkat itu.

Pin 11 dan 14 adalah output dari mana sinyal drive yang akan diambil. Mereka adalah output dari tahap internal driver SG3525 dan dapat digunakan untuk langsung drive MOSFET dan IGBTs. Mereka memiliki nilai sekarang terus menerus 100mA dan peringkat puncak 500mA. Ketika drive saat yang lebih besar atau lebih baik diperlukan, tahap pengendali lanjut menggunakan transistor diskrit atau tahap driver khusus harus digunakan. Demikian pula tahap driver harus digunakan saat beroperasi perangkat menyebabkan power dissipation berlebihan dan pemanasan SG3525. Ketika mendriver MOSFET dalam konfigurasi jembatan, tinggi-rendah sisi driver atau gerbang-drive transformator harus digunakan sebagai SG3525 ini dirancang hanya untuk sisi drive rendah.

Pin 10 adalah shutdown. Ketika pin ini rendah, PWM diaktifkan. Ketika pin ini tinggi, kait PWM segera ditetapkan. Ini menyediakan turn-off sinyal tercepat untuk output. Pada saat yang sama soft-start kapasitor dibuang dengan sumber 150μA saat ini. Metode alternatif mematikan SG3525 adalah untuk menarik baik pin 8 atau 9 pin rendah. Namun, hal ini tidak secepat menggunakan pin shutdown. Jadi, ketika shutdown yang cepat diperlukan, sinyal tinggi harus diterapkan untuk pin 10. pin ini tidak boleh dibiarkan mengambang karena bisa mengambil suara dan menyebabkan masalah. Jadi, pin ini biasanya diadakan dengan resistor pull-down rendah.

Pin 9 adalah kompensasi. Ini dapat digunakan dalam hubungannya dengan pin 1 untuk memberikan kompensasi umpan balik. Sekarang kita telah melihat fungsi dari setiap pin, mari kita merancang sebuah sirkuit dengan SG3525 dan melihat bagaimana hal itu dimanfaatkan praktis.

Mari kita membuat sebuah sirkuit berjalan pada 50kHz, mendriver MOSFET (dalam konfigurasi push-pull) yang mendorong intiferit yang kemudian langkah up AC frekuensi tinggi dan kemudian diperbaiki dan disaring untuk memberikan 290V yang diatur DC output yang dapat digunakan untuk menjalankan satu atau lebih CFL.

Berikut inilah sirkuit converter SG3525 (klik di sirkuit untuk memperbesar gambar) :




Mari kita menganalisis dan melihat apa yang telah dilakukan. Anda terlebih dahulu dapat melihat bahwa tegangan suplai telah disediakan dan ground telah terhubung. Juga perhatikan bahwa VC telah terhubung ke VCC. Saya telah menambahkan massal dan kapasitor decoupling di pin pasokan. Decoupling kapasitor (0.1μF) harus ditempatkan sebagai dekat dengan SG3525 mungkin. Anda harus selalu menggunakan ini dalam semua desain Anda. Tidak menghilangkan sebagian besar kapasitor baik, meskipun Anda dapat menggunakan nilai yang lebih kecil.

Mari kita lihat pin 5, 6 dan 7. Saya telah menambahkan RD perlawanan kecil (antara pin 5 dan 7) yang menyediakan deadtime alittle. Aku sudah terhubung RT antara pin 6 dan tanah dan CT antara pin 5 dan tanah.RD = 22Ω, CT = 1nF (Kode: 102) dan RT = 15kΩ. Ini memberikan frekuensi osilator dari:

Rumus Frequensi :

Sebagai frekuensi osilator 94.6kHz, frekuensi switching 0,5 * 94.6kHz = 47.3kHzdan ini cukup dekat dengan target frekuensi kami 50kHz. Sekarang jika Anda telah diperlukan 50kHz akurat, maka cara terbaik menggunakan pot (variabel resistor) secara seri dengan RT dan menyesuaikan putaran, atau menggunakan pot (variabel resistor) sebagai RT, meskipun saya lebih suka yang pertama karena memungkinkan untuk fine tuning frekuensi.

Mari kita lihat pin 8 sekarang. Aku sudah menghubungkan kapasitor 1μF dari pin 8 ke ground dan ini memberikan soft-start kecil. Saya telah menghindari menggunakan terlalu besar soft-start hanya memperlambat peningkatan siklus (dan dengan demikian peningkatan dalam tegangan lambat) menyebabkan masalah ketika menggunakan CFL pada output.

Mari kita lihat pin 10 sekarang. Awalnya itu ditarik ke Vref dengan resistor pull-up. Jadi, PWM dinonaktifkan dan tidak berjalan.
Namun, ketika saklar aktif, pin 10 adalah sekarang di ground dan PWM diaktifkan. Jadi, kami telah membuat penggunaan opsi shutdown yang SG3525 (melalui pin 10). Sehingga switch bertindak seperti saklar on / off.

Pin 2 terhubung ke VREF dan dengan demikian pada potensi + 5.1V (± 1%). Output dari konverter terhubung ke pin 1 melalui pembagi tegangan dengan resistensi 56kΩ dan 1kΩ. Rasio tegangan adalah 57: 1. Pada umpan balik"keseimbangan", tegangan pada pin 1 adalah 5.1V serta ini adalah target dari penguat kesalahan - untuk mengatur siklus untuk menyesuaikan tegangan di pin 1 sehingga sama dengan pin 2. Jadi, ketika tegangan di pin 1 adalah 5.1V, tegangan pada output 5.1V * 57 = 290.7Vand ini cukup dekat dengan target 290V kami.

Kombinasi paralel dari resistor dan kapasitor antara pin 1 dan 9 memberikan kompensasi umpan balik. Aku tidak akan pergi ke lebih detail ke kompensasi umpan balik karena ini adalah topik besar tersendiri.

Pin 11 dan 14 mendorong MOSFET. Ada resistor secara seri dengan pintu gerbang untuk membatasi gerbang saat, Resistor dari gerbang-ke-sumber memastikan bahwa MOSFET tidak bisa sengaja dihidupkan.

Jadi itu saja. Anda dapat melihat bahwa ini adalah cukup mudah untuk merancang sirkuit. Jika Anda sudah mengerti semua ini, Anda sekarang dapat merancang sirkuit dengan SG3525 sendiri. Cobalah untuk membuat beberapa, misalnya untuk output 50Hz dan dengan umpan balik yang terisolasi. Jika Anda tidak dapat melakukan jangan khawatir, saya akan memasang artikel lain dengan beberapa sirkuit menggunakan SG3525 sehingga Anda menjadi benar-benar jelas dengan itu (jika Anda belum melakukannya).

No comments:

Post a Comment