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致PWM比较器输出为正的时间变长,PWM琐存器输出高电平的时间也变长,因此输出晶体管的导通时间将最终变短,从而使输出电压回落到额定值,实现了稳态。反之亦然。

外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。当 Shutdown(引脚10)上的信号为高电平时,PWM 琐存器将立即动作,禁止SG3525A的输出,同时,软启动电容将开始放电。

如果该高电平持续,软启动电容将充分放电,直到关断信号结束,才重新进入软启动过程。注意,Shutdown 引脚不能悬空,应通过接地电阻可靠接地,以防止外部干扰信号耦合而影响 SG3525A 的正常工作。欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。如果输入电压过低,在 SG3525A的输出被关断同时,软启动电容将开始放电。 此外,SG3525A还具有以下功能,即无论因为什么原因造成 PWM 脉冲中止,输出都将被中止,直到下一个时钟信号到来,PWM 琐存器才被复位。

PWM波产生芯片SG3525A的外围电路如上图4.8所示:

引脚1、2分别为内部放大器的反向输入端和同向输入端。1脚与基准电压输出端16脚连接,使1脚为高电平。2脚接地。3脚为同步端,此处仅一片芯片,故3脚不用。4脚为振荡器输出,亦不使用。5脚接震荡电容和6脚接震荡电阻将确定内部锯齿波的震荡频率。

f=

1 (4-4)

CT(0.67RT?1.3RD)7端的电阻为震荡电容的放电端。把充电和放电回路分开,有利于通过死区电阻来调节死区时间,使死区时间调节范围更宽,放电电阻越大,放电时间越长;反之,则放电时间短。8脚为软启动端,通常外接一个5uF的电容用于软启动。9脚为补偿端,此电路中输入正弦波,10脚为封锁端,引脚电位大于0.7V时,芯片停止工作,和相应的保护电路相连。11、14脚交替输出相位相反的脉冲波。12脚接地端。13、15脚为电源端,接外接电源。在本次设计中震荡电容为2200pF,震荡电阻R34和R35分别为10K、1K,则内部锯齿波震荡频率为56.8K. 4.2.2 ICL8038的应用及外围电路

ICL8038精密函数发生器如图4.9所示:

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图4.9 ICL8038管脚图

ICL8038精密函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单片集成电路芯片,电源电压范围宽、稳定度高、精度高、易于用等优点,外部只需接入很少的元件即可工作,可同时产生方波、三角波和正弦波,其函数波形的频率受内部或外电压控制,可被应用于压控振荡和FSK调制器。 ICL8038各引脚名称及功能: 1.ADJ1(引脚1):正弦波失真调节端。 2.SW(引脚2):正弦波输出端。 3.TRI(引脚3):三角波/锯齿波输出端。

4.DR1(引脚4):恒流源调节(4脚和5脚外接电阻,以实现方波占空比的调节)。 5.DR2(引脚5):恒流源调节(外接电阻端)。 6.VCC(引脚6):正电源±10V~±18V。

7.FM-B(引脚7):内部频率调节偏置电压输出端。 8.FM-IN(引脚8):调频控制输入端。

9.SW(引脚9):方波/矩形波输出端(集电极开路输出)。 10.C(引脚10):外接电容震荡C。 11.GND(引脚11):负电源或接地端。 12.ADJ2(引脚12):正弦波失真调节。 13.NC(引脚13、14)空置端。 ICL8038的工作特点:

(1) 可同时输出任意的三角波、矩形波和正弦波等。 (2) 频率范围: 0.001HZ~300kHz。

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(3) 占空比范围: 2%~ 98%。 (4) 低失真正弦波: 1%。 (5) 低温度漂移: 50ppm/℃。 (6) 三角波输出线性度: 0.1%。

(7) 工作电源: ±5V~±12V 或者+12V~+25V。

由ICL8038构成的精密函数发生器电路如图所示。图中 R11 R12 为定时电阻,均为可调式。阻值范围是 1KΩ- 1MΩ 调节 R1及R2能调节震荡频率及矩形波的占空比。C为定时电容,它可能影响振荡频率、R13用来调整正弦波的失真。由于第9脚为集电极开路输出,必须外接集电极负载电阻R。对于本电路,其震荡频率为:

f=

0.33 (4-6)

R23C7由于在该电路中,需要输出频率为50Hz幅度在1V到3.3V之间的正弦波。因此设置电阻R23的值为10K电容为0.67uF.使输出正弦波的频率为50HZ。由于正弦波的幅度为Vcc/5故对输出信号进行分压以减小幅度,再加上一个固定的电压值调整到正弦波的幅值处于1V到3.3V之间。从而输入SG3525A,通过与其内部的锯齿波比较产生需要的脉冲调宽波(PWM)。

使用单电源时三角波和正弦波的电压平均值等于Vcc/2 ,正弦波幅度为Vcc/5,而方波幅度是Vcc/3 。采用双电源时,所有输出波形相对于地 电平都是正、负对称的。 在本次设计中需要用到电压比较器对相应信号进行处理。ICL8038外围电路如图4.10所示:

图4.10 ICL8038 外围电路

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由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等,其工作电压为±2V~±18V,消耗电流为50~250mA。目前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10mW,可采用单节电池供电。为了减少电路的不必要损耗,而且本设计中对运算放大器的要不高,因而本次设计中的运算放大器均采用低功耗型TL-022C。 4.2.3 IR2110的应用及其外围电路

在功率变换装置中,根据主电路的结构,其功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式。采用隔离驱动方式时需要将多路驱动电路、控制电路、主电路互相隔离,以免引起灾难性的后果。隔离驱动可分为电磁隔离和光电隔离两种方式。

光电隔离具有体积小,结构简单等优点,但存在共模抑制能力差,传输速度慢的缺点。快速光耦的速度也仅几十kHz。电磁隔离用脉冲变压器作为隔离元件,具有响应速度快(脉冲的前沿和后沿),原副边的绝缘强度高,dv/dt共模干扰抑制能力强。但信号的最大传输宽度受磁饱和特性的限制,因而信号的顶部不易传输。而且最大占空比被限制在50%。而且信号的最小宽度又受磁化电流所限。脉冲变压器体积大,笨重,加工复杂。 凡是隔离驱动方式,每路驱动都要一组辅助电源,若是三相桥式变换器,则需要六组,而且还要互相悬浮,增加了电路的复杂性。随着驱动技术的不断成熟,已有多种集成厚膜驱动器推出。如EXB840/841、EXB850/851、M57959L/AL、M57962L/AL、HR065等等,它们均采用的是光耦隔离,仍受上述缺点的限制。美国IR公司生产的IR2110驱动器,它兼有光耦隔离(体积小)和电磁隔离(速度快)的优点,是中小功率变换装置中驱动器件的首选品种。IR2110如图4.11所示:

图4.11 IR2110管脚图

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