4　SG3525 的應用電路及工作原理

　　利用SG3525 建立的大功率直流開關電源控制電路如圖3 所示， 下面主要介紹調壓和限流模塊。

圖3　SG3525 外圍控制電路

　　如圖3, 電壓反饋電路通過光電耦合器實現了強電輸出部分與弱電控制部分的隔離。光電耦合器采用的是Hp 4504, 當輸入端電流在0～ 4mA 之間的時候， 輸入與輸出之間的電流傳遞比呈線性關系， 設計的時候選擇合適的限流電阻， 控制輸入端電流在0～ 3mA 之間變化。當輸出電壓U out升高時， 光電耦合器的輸出端發射極電流I e 呈線性增大， 使發射極電壓V e 增大， 通過C2、C3、R 4、R 5 的濾波穩壓后輸入到引腳1 的V 1 也隨之增大。當V 1 增大時， 經誤差放大9 腳電壓下降， 比較器輸出的脈沖寬度變寬， 11 和14 腳輸出的PWM 脈沖寬度反而變窄， 從而使輸出電壓U out降低； 反之， 當U out下降使1 腳電壓減小， 9 腳電壓升高， 11 和14 腳輸出的PWM 脈沖寬度變寬。總之， 1 腳電壓V 1 的增大與減小反映了輸出電壓U out的上升與下降， 最終都表現在11、14 腳輸出PWM 脈沖的寬窄變化上， 以實現電路的自動穩壓調節。

　　利用光耦電流傳輸比的線性段， 可以做到輸入輸出的線性變化， 用在反饋電路當中， 不僅降低了成本，而且使輸入與輸出隔離， 同時在穩壓效果上也能與電壓傳感器相媲美， 在實際應用當中， 不失為一種可取的方法。

　通過輸出端電流傳感器得到的電流采樣信號V i與給定的限流基準電壓U refi作比較， 外接負載變化使輸出電流U out變化時，V i 也會相應的改變。當Iout增大使V i 大于V refi時， 運算放大器L 1A 的輸出端V b 為低電平。此時，L 2A 的輸出端V 2 將被直接拉低為低電平， 2腳相當于接地， 輸出端11 和14 腳無脈沖輸出， 開關電源出現“打嗝”現象， 起到了限流作用。與此同時， 輸出電流Iout減小使得V 2 再次被拉高， 11 和14 腳恢復脈沖輸出， 開關電源正常工作， 以此達到輸出電流的動態平衡過程。

圖4　賽米控SKYPER32PRO 驅動模塊

　　5　IGBT 的驅動電路

　　IGBT 的觸發和關斷要求給其柵極和發射極之間加上正向和反向電壓， 并且需要一定的動態驅動功率，才能保證IGBT 的及時觸發和關斷。

　　本電源的IGBT 驅動采用賽米控（Sem ik ron ）SKYPER32PRO 驅動模塊。該控制核是一個半橋式驅動模塊， 集驅動、內部隔離、電氣保護于一體。與同類型的產品相比， SKYPER32PRO 具有許多特點。

　　（1） 采用具有雙向傳輸功能的脈沖變壓器， 通過這種方法在原邊與副邊之間傳輸驅動信號和狀態信號，并將能量傳遞到副邊。

　　（2） 該組件設計為即插即用， 使用方便， 并且已經進行了全面的電測試和溫度測試。

　　（3） 采用單電源供電模式， 同時對驅動橋臂的雙邊供電。

　　（4） 具有短脈沖抑制功能， 能自動修復由SG3525送出的雙路PWM 波， 使波形更加平穩。

　　（5） 具有VCE 監測、欠壓監測、欠壓復位和死區互鎖功能等。

　　6　樣機研制

　　主要技術指標：

　　輸入電壓： 三相AC380V ±5%

　　輸出電壓：DC220V ±2%

　　輸出電流： 50A

　　額定功率： 11kW

　　所得試驗樣機額定負載時的輸出波形如圖5 （a） 所示。由圖5 （a） 實際讀數可知， 輸出電壓從0V 上升到220V 的響應時間為1s 左右， 電源系統具有較快的響應速度。同時， 由圖5 （b） 中的電壓波形局部放大圖可見， 輸出電壓為220V 時， 電壓波動在2V 左右， 其最大電壓波動小于1%。

　圖5

　　7　結論

　　利用SG3525 和SKYPER32PRO 的強大功能設計了一臺11kW、220V 的直流開關電源。本電源設計簡單， 調試方便， 所需元器件較少， 體積小， 成本低。負載在全范圍內變化時， 本電源均能夠保持良好的輸出性能。試驗數據表明指標滿足設計要求， 輸出紋波系數控制在小于1% 的范圍內。