2 基于SG3525的PWM Buck三電平變換器

2.1 電壓調節(jié)芯片SG3525

電壓調節(jié)芯片SG3525是一種性能優(yōu)良，功能全面及通用性強的集成PWM電壓控制芯片。它具有振蕩器外同步，內置基準電壓源，死區(qū)調節(jié)，PWM鎖存器以及輸出級的最佳設計等特點。

SG3525為16腳芯片，具體的內部結構和封裝如圖3所示。其中，腳16為SG3525的基準電壓源輸出，精度可以達到（5.1±1％）V，采用了溫度補償，而且設有過流保護電路。腳5，腳6，腳7內有一個雙門限比較器，內電容充放電電路，加上外接的電阻電容電路共同構成SG3525的振蕩器。振蕩器還設有外同步輸入端(腳3)。腳1及腳2分別為芯片內誤差放大器的反相輸入端、同相輸入端。該放大器是一個兩級差分放大器，直流開環(huán)增益為70dB左右。根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)特性要求，在誤差放大器的輸出腳9和腳1之間一般要添加適當?shù)姆答佈a償網(wǎng)絡。

（a）內部結構圖（b）封裝圖

圖3SG3525的內部結構圖和封裝圖

由于SG3525能輸出兩路占空比相等，且相位相差180°的驅動信號，所以適合于用來實現(xiàn)對非隔離型PWM三電平變換器的控制。

有一點需要注意的是，SG3525只能輸出占空比50％的驅動信號，所以只能實現(xiàn)非隔離型三電平變換器的占空比50％的工作情況。至于要實現(xiàn)變換器的占空比>50％的工作要求，則不能將SG3525的輸出直接驅動開關管，而必須附加一些環(huán)節(jié)，對此本文不加贅述。

2.2 驅動電路

為提高電路的效率及功率器件工作的可靠性，一般需要將控制電路的輸出信號加以功率放大。本文采用MC34152加隔離變壓器驅動的方法來設計驅動電路。

MC34152的外圍電路簡單，應用方便。它是8管腳的同相推挽驅動芯片，具體的內部結構和封裝如圖4所示。腳2與腳4為兩路控制信號輸入，經(jīng)過芯片內部的推挽放大，直接輸出同相的兩路驅動信號(腳7及腳5)。為使芯片更加穩(wěn)定地工作，一般在芯片的電源端并聯(lián)一個濾去高頻干擾的瓷片電容和一個濾去低頻干擾的電解電容。

（a）內部結構圖

（b）封裝圖

圖4 MC34152內部結構圖和封裝圖

當電路的功率較大及工作頻率較高時，一般要將控制電路與主電路隔離。所以，本文采用隔離變壓器來實現(xiàn)隔離。MC34152的輸出經(jīng)一隔直電容后直接可以輸入到隔離變壓器的原邊。

本文所設計的驅動電路簡單可行，驅動波形比較理想：有快速的上升沿，并有一定的過沖，以加速開通，減小了開通損耗；同時，有反偏截止電壓，提供了足夠的反相門極驅動，減小了下降時間。

2.3 基于SG3525的PWMBuck三電平變換器

基于SG3525的PWMBuck三電平變換器的系統(tǒng)框圖如圖5所示。

圖5 基于SG3525的PWMBuck三電平變換器