Sg3525 как работает усилитель ошибки

First, you need to ask yourself a question know how analog PWM work.

This diagram explains everything you need to know.

As you can see we have a comparator and two signals at the input.

At noninverting we apply the «error» voltage and at the inverting input, we apply sawtooth waveform from the internal/external oscillator.

And by changing the voltage at noninverting input we can change the duration of the output pulse. Notice that when the value of the input «error» signal is greater than that of the sawtooth wave, the output of the comparator is high.
Otherwise, the output of the comparator is low.

SG3525 has the internal sawtooth oscillator. And you can set the oscillator frequency by choosing corresponding values for RT and Ct capacitor.
And the output waveform from the oscillator is «send» to PWM comparator.

This sawtooth wave swings between 0.9V and 3.2V.

This is how voltage across the Ct capacitor (pin 5) and OSC output (pin 4) looks like in working circuit.

And here you have the voltage across Ct capacitor and two outputs.
The Pin 11 (Out A) and Pin 14 (Out B).

The «error» signal can be applied directly to pin 9 or if you want to use the additional opamp to pin 2. But in this case, you need to connect pin 1 together with pin 9.

And kept in mind that the voltage at this pins shouldn’t be larger than 5V.

Here you can find example diagram
http://www.twovolt.com/wp-content/uploads/2016/07/DC-MOTOR-SPEED-CONTROLLER-1.pdf

Здравствуйте коллеги и друзья!

Задача построения маломощных изолированных, DC/DC преобразователей, в условиях ограниченной (по факту наличия в отечественных магазинах) зарубежной номенклатуры и отсутствием отечественной компонентной базы, обретает особую остроту на территории б. СССР.
Тут еще могут «прилететь» дополнительные санкции от «партнеров», от которых станет еще печальнее с доступностью оной.

Что, мы имеем, на сегодня?

Всего три варианта решение проблемы:
1. Прямой путь — Покупка готовых, изолированных DC/DC преобразователей на плату, в виде герметичных компонентов или микро-плат (Китайские – доступны, но не надежны, прочие, например Mean Well качественны, но дроги).
2. Реализация изолированного DC/DC, на специализированных, дискретных элементах (например, на связке микросхема (MAX253 или SN6501DBVR) + микро-трансформатор (WE) на топологии Push-Pull или Flayback). Дорого и труднодоступно у нас.
3. Самостоятельный поиск решения из доступных дискретных элементов, с самостоятельным проектированием и изготовлением ТГР (либо как под вариант оного — заказ ТГР «на стороне» по собственному проекту).

Как инженер, стремящийся к объективному взгляду на принятие решений первый и второй путь, не отвергаю, но принял решение идти третьим путем. Тем более что вопросы проектирования таких специфичных узлов электронных схем в русскоязычной литературе озвучен не достаточно полно. А чтобы иметь цельный взгляд на оптимальные пути решения надо уделить, внимание и приложить некоторые усилие для самостоятельного изучения этого вопроса.

И так по части второго варианта, у микросхемы SN6501DBVR появился улучшенный китайский собрат – SCM1201A, с такой же типовой реализацией изолированного DC/DC преобразователя:

Которая значительно дешевле американских аналогов, но также труднодоступна для покупки у нас.

Как видим данная схема реализована довольно компактно и элегантно. Типичный Push–Pull. Подобные схемы, я встречал и раньше от той же разрекламированной SN6501DBVR, но до меня не доходило, почему выбор топологии идет в пользу двухтактной схемы, а не однотактной обратноходовой, которая так популярна в маломощных преобразователях?
К тому же, выбор ШИМ контроллеров для низковольтных отдотактных преобразователей очень велик и цены очень доступны?

Ответ получил, когда увидел снимок микро-трансформатора такого преобразователя (WE 750316030):

Этот трансформатор для преобразователя 5/3,3V, на частоту 400kHz.
Обратите внимание на число витков… их всего 7штук!
И намотано это чудо, на крохотное колечко размером 6.3х3.8х2.5 (размеры восстановлены по снимкам).

Меня, этот образец очень заинтриговал.
Ведь такой ТГР намотать легко! А если взять колечко больших размеров, с большей площадью поперечного сечения, то при тех же индукции и частоте, число витков можно еще уменьшить!
Таким образом, можно нивелировать трудоемкость процесса изготовления ТГР ручным трудом к приемлемому минимуму, при мелкосерийных сборках!!!
В обратноходовой же топологии, необходим в магнитной системе ТГР — зазор или феррит с низкой проницаемостью, что приводит к высокому числу витков обмоток.
С другой стороны, если взять трансформатор спроектированный для двухтактного преобразователя (за исключением квазирезонансных топологий — LLC ), то там напротив не нужен зазор и число витков на вольт требуется в разы меньше.

Таким образом, вырисовываются два требования к построению маломощного низковольтного изолированного DC/DC преобразователя, с технологически приемлемым ТГР:
— Топология – полумостовая или Push-Pull (стало быть и контроллер должен быть двух-тактным)
— Частота преобразований от 300kHz.

Выбор двухтактного ШИМ контроллера

В первую очередь он должен быть доступным, недорогим и желательно с наименьшей обвязкой. Во-вторых обеспечивать частоту преобразования хотябы в те же 300kHz.

В последнее время, я изучал работу промышленного блока питания Power One 13.48 SIC по высоковольтной части. Там как раз в управлении модуля ШИМа построен на, хорошо известной микросхеме SG3525. С другой стороны периодически приходится ремонтировать американские станции хлорирования воды, которые также построены на этой микросхеме.

В сети, есть достаточно много хороших, схем различных блоков питания построенных на SG3525. Эта микросхема имеет много преимуществ над аналогами:
— высокая распространенность и низкая стоимость.
— неприхотливость к разводке платы.
— небольшое число внешних компонентов для генерации сигнала.
— достаточно умощенный выходной каскад, на биполярных транзисторах, позволяющий подключить ТГР непосредственно к выходу микросхемы.
— частота генерации сигнала по разным данным от 200 до 400kHz.

А поскольку у меня под рукой была SG2525A, решено было прямо с нее и начать исследования.

Суть исследований была простейшей и состояла в том, чтобы построить минимальную схему генерации ШИМ сигнала и подключать к нему образцы различных ТГР, все это должен был питать лабороторник RD6006 с напряжением в 12V и лимитом по току в 100мА (чтобы ничего, не сжечь).

Более, того было принято решение подключать трансформатор непосредственно к выходу микросхемы, как это было реализовано в некоторых преобразователях.
Была собрана минимальная схема вида:

С помощью резистора VR1, менялась частота от 15 до 160kHz
С помощью осциллографа отслеживалась форма импульсов на вторички ТГР, а лабороторник показывал потребляемый ток системы в целом, но зная потребляемый ток схемы без ТГР, вычислить ток ХХ ТГР было легче простого…

Начал играться с малогабаритных синфазных дросселей на зеленных колечках… Отходя от темы статьи, замечу, что идея использовать синфазник в таком преобразователе вполне себе рабочая и имеющая право на практическое использование. Все-же синфазник может быть использован, как готовая конструкция двухобмоточного ТГР для преобразователя типа 1:1.
Но меня интересовал, ток намагничивания в зависимости от частоты и витков.
А в первую очередь для дальнейшей аналитики, решил зафиксировать зависимость потребляемого тока, схемы без ТГР.

И тут меня ждал обидный сюрприз…

Оказывается, что при том, частотозадающем конденсаторе в 3.3nF эта микросхема потреблеят солидную мощность на холостом ходу! От 160мВт при частоте 15kHz, до 600мВт при частоте 150kHz!
Чтобы легче было понять, что это за мощности и чем это сулит на практике приведу пример потребления микро-реле Relpol RM84-2012-35-1012. При номинальных 12V питания, имея при этом гораздо больший корпус чем корпус исследуемой микросхемы DIP-16, это реле потребляет всего 360мВт мощности и на октрытом воздухе нагревается до 40град. До какой температуры прогреется корпус DIP-16, при мощности тепло-потерь в 600мВт, я не стал выяснять. Такие потери мощности при режиме ХХ для этой микросхемы попросту неприемлемы, тем более неприемлемо строить маломощные преобразователи с такими микросхемами ибо мы автоматом получим удручающе-низкий КПД.

И так достигнув частоты в половину, необходимого минимума – 300kHz я столкнулся с непредвиденными проблемами в эксплуатации этой микросхемы. В документациях от ST, ONSemi или TI нет ни какой информации по собственному потреблению мощности – SG3525, ни графиков, ничего связанного с потребляемой мощностью.
Решил не сдаваться и исследовать, по подробнее эту микросхему на выявленную проблему.

Поскольку частота задается, не только резистором, но и конденсатором, то выдвинул тезис — что потребляемая мощность SG3525 может быть различной, в зависимости от их комбинации. В документации, есть графики подбора частотозадающего резистора от емкости частотозадающего конденсатора. Что интересно, там номиналы конденсатора предлагаются от 1 до 100nF (стр 6. от ST) у меня стоял ближе к нижнему рекомендуемому пределу — 3.3nF.

Поэтому план был таков.
1. Изменить тестовую схему следующим образом:

2. Теперь при фиксированном частотозадающем конденсаторе C2, вместо частотозадающего резистора использовать магазин сопротивлений МСР-63 (сопротивлением до 100k) покдлюченный через витую пару к выводу 6.
3. Для измерения частоты и наблюдением за выходным сигналом к выходам 11 и 14 микросхемы подключить осциллограф.
4. Запитывалось схему от лабороторника RD6006, напряжением в 12V и лимитом по току 150мА, на нем же отслеживать потребление мощности.
5. Результаты измерений задокументировать в документ Excel b аппроксимировать данные с точностью до 4%.

И так при изначальной емкости С2=3.3nF удалось добиться максимальной частоты выходного сигнала в 244kHz. Дальше происходила нестабильная генерация и прекращение работы вообще. На частоте свыше 200kHz, уже возникали небольшие искажения выходного сигнала. Потребляемая мощность достигала 890мВт! Что, катастрофически много.

Следующим шагом, я решил перепаять емкость С2 на 10nF и повторить опыт.
Результаты оказались еще более худшими чем при C2= 3.3nF. Теперь критическая частота генерации снизилась до… 140kHz при потреблении в 740мВт. Это значит, что генерацию с частотой свыше 140kHz при C2= 10.0nF для SG2525А достичь просто невозможно. Да и для частоты в 100kHz потери всеже не малые – 510мВт. Вывод – увеличение емкости C2, приводит к увеличение мощности потребления микросхемы, причем нелинейному но об этом ниже.

Следующим шагом было снижение С2 до 1.0nF.
В этом случае вывод подтвердился, потребляемая мощность снизилась, и при тех же 100kHz составила 370мВт против 510мВт при C2= 10.0nF. Однако выйти на генерацию 300kHz не удалось, критическая частота составила 275kHz при потреблении мощности 870мВт.
Снизил еще на порядок С2 до 100pF.
Потребляемая мощность еще снизилась, теперь при 100kHz она составляет 340мВт против 510мВт при C2= 10.0nF. Получилось выйти на генерацию в 400kHz (и можно было «крутануть» повыше). Но, на этой частоте потребление мощности составило безумных 1210мВт! Потому, чтобы не спалить микросхему опыт был остановлен на 400kHz.

Чтобы оценить порядок нелинейности этих потерь, табличные данные были аппроксимированы и получены следующие выражения:

Из которых следует, что при фиксированной емкости C2, потери мощности растут пропорционально степени 1.12.

Графически результаты опытов выглядят так:

Этих графиков очень не хватает в даташитах к микросхеме SG2525A от ST.

Хоть эти исследования и ставят крест на идеи использовать микросхему SG2525A на высокочастотных проектах. Но, не все так однозначно в целом с микросхемами серии SGx52x. У меня на руках естьмодуль управления LLC преобразователя от блока питания Power One 13.48 SIC, который построен на микросхеме IP3P125, которая в свою очередь является полным pin-to-pin аналогом SG3525ADWR2G в корпусе SOIC-16.
Так вот, этот модуль

в сборе с двумя ТГРами с кучей компонентов, на частоте в 350kHz, на холостом ходу потребляет всего 270мВт!

Поэтому я решил исследовать микросхемы и других типов этой серии, на предмет энергетики при ХХ. К сожалению получилось, приобрести только SG3525A от того же ST в корпусахDIP-16 и SO-16, хотелось бы приобрести SG3525ADWR2G в корпусе SOIC-16 от ONSemi. Но надо заказывать в Харькове или Днепропетровске, но там минимум надо брать на 200грн + платить оплату через банк, + доставка.., короче не стал сорить деньгами (как-то повезет раздобыть и ее, то исследую).

И подверг их тем же исследованиям, только пир частотозадающем С2=1.0nF.
Результаты оказались, совершенно различными, для всех этих микросхем:

Результаты всех измерений тут.
Подведем важные итоги по результатам исследования энергопотребления:
1. Конфигурировать частоту работы этого ШИМ контроллера, целесообразно, на как можно низких емкостях частотозадающего конденсатора. И хотя во всех документах указывается минимальная емкость в 1.0nF, опыты показали еще более лучшую работоспособность на емкостях в 100 и 470pf. На худой конец, если не желаете ставить емкость ниже рекомендуемой даташитом, то ставьте самую низкую емкость по документу в 1.0nF. Это обеспечить минимум собственного потребления мощности.
2. Основным потребителем этой мощности является внутренние транзисторы выходных каскадов, на которых оседает до 70% потерь мощности этой микросхемы. Возможно у производителя от ST эти транзисторы дешманские.
3. Несмотря на то, что по документам SG2525 и SG3525, как-бы одинаковые микросхемы, но разница потерь мощности для исполнения в DIP-16 корпусов достигает 40%, в пользу SG3525AN!
4. Пока из массово доступных, наилучшим образом себя показала микросхема SG3525AN, на которой можно собрать преобразователь с частотой преобразования до 150kHz. Для более высоких частот, нужны другие контроллеры. Хорошо бы для этого использовать IP3P125, но она не продается вообще, по крайней мере, факт ее продажи «на гуглить» не смог. Точку смогу поставить, исследуя SG3525ADWR2G в корпусе SOIC-16.

На этом, пожалуй, все! Всем удачи и хорошего настроения.

В статье пойдет речь о контроллере SG3525A – одном из серии управляемых напряжением ШИМ контроллеров с фиксированной частотой преобразования, специально спроектированных для построения любых типов импульсных источников питания и позволяющих до минимума сократить число необходимых внешних компонентов.

Это стало возможным благодаря наличию встроенного опорного источника питания (+5,1 В ±1%) – вывод 16, возможности управления частотой работы внешней RC-цепью – вывод 6 Rт и вывод 5 Ст, длительностью интервала «мертвого» времени – одним внешним резистором между выводами 5 Ст и 7 DISCHARGE, длительностью времени плавного старта – одним внешним конденсатором (вывод 8 SOFT-START), встроенным драйверам (±200 мА) для управления внешними силовыми транзисторами или внешним маломощным трансформатором. Помимо всего вышеуказанного, в ИС предусмотрена возможность синхронизации нескольких источников от одного внешнего тактового сигнала (вывод 3 SYNC) и защиты по току внешних силовых транзисторов (вывод 10 SHUTDOWN).

SG3525 PDF

В общем, хоть эта микросхема и не нова, но ее структура позволяет реализовывать различные схемы преобразователей со многими дополнительными опциями. Такими как: стабилизация выходного напряжения, защита по току мощных ключевых транзисторов, защита от перенапряжения, отключение преобразователя при достижении минимального напряжения питания. Правда, диапазон регулировки ШИМ у нее только 50%.

Эта микросхема входит в модуль управления мощными полевыми транзисторами КМОП структуры в преобразователе напряжения, показанном на фото 1.

Ниже приведен машинный перевод параметров данного модуля. Это скриншот страницы с сайта aliexpress.com.

Купить модуль управления

Для того чтобы разобраться в работе данного модуля, для дальнейшего его использования, пришлось срисовать принципиальную электрическую схему прямо с печатной платы. Обращаю ваше внимание на то, что нумерация электронных компонентов на схеме и нумерация их на оригинальной плате не совпадают.

Назначения элементов и работа схемы

Начнем с конденсатора С1, резисторов R5 и R6 – это элементы, от величин которых зависит рабочая частота контроллера, которую можно регулировать естественно с помощь триммера R5. C3 – от величины этого конденсатора зависит время плавного запуска схемы. От величины резистора R4 зависит длительность интервала «мертвого» времени. Выводы 1 и 2 микросхемы DA1, это входы усилителя ошибки. Так как данный модуль управления предназначен для работы в составе довольно таки мощного преобразователя, по всей вероятности на данном усилителе собрана схема мягкого запуска. Т.е. при включении схемы, в первый момент времени длительность выходных импульсов управления мощными ключами минимальная. По мере заряда конденсатора С2 их длительность увеличивается до нужной величины. Конденсаторы С5 и С6, по всей видимости фильтрующие. На биполярных транзисторах VT2… VT5 собраны дополнительные ключи для управления затворами мощных КМОП транзисторов.

На микросхеме DA4 собрана схема защиты мощных транзисторов от превышения допустимого тока. Схема питается от отдельного микросхемного стабилизатора напряжения DA3. Обратите внимание, что общий провод схемы защиты соединен с «землей» через контакт 8 разъема и датчик тока – шунт. С контакта 8 разъема едет провод на истоки мощных транзисторов. Таким образом, сигнал с шунта через резистор R23 подается на инвертирующий вход операционного усилителя DA4.2. А нижний конец шунта через «земляной» провод через резистор R22 подается на не инвертирующий вход данного ОУ. Коэффициент усиления напряжения шунта регулируют при помощи резистора обратной связи R21 и в общем случае он равен отношению R21/R23. С помощью этого резистора регулируют и уровень тока отсечки схемы защиты. На DA4.1 собран компаратор напряжений. Опорное напряжение с резистивного делителя R18,R19 подается на инвертирующий вход ОУ, вывод 6 DA4.1. На не инвертирующий вход подается усиленное напряжение с датчика тока – шунта. Диод VD2 в схеме компаратора устраняет эффект дребезга выходного напряжения, когда синфазные сигналы на его входе находятся в зоне равенства. В нормальном режиме работы преобразователя усиленное напряжение сигнала с шунта должно быть всегда меньше опорного напряжения на выводе 6 мс DA4.1. Увеличение тока через КМОП транзисторы повлечет за собой увеличение напряжения на выводе 5 мс DA4.1 и как только оно превысит опорное напряжение, компаратор включится и на его выходе появится напряжение примерно равное напряжению его питания, т.е. +5В. Это напряжение через разделительный диод VD1 поступит на вход SHUTDOWN (выключение) — вывод 10 мс DA1.

В схеме есть еще одна защита, схема которой реализована на оптотранзисторе U1, который подключается через разъем и маломощном тиристоре VS1. Какой будет эта защита решать вам. Допустим, преобразователь перешел в аварийный режим, отработала определенная схема защиты. Открылся транзистор оптрона и через его переход коллектор-эмиттер, на управляющий электрод тиристора VS1 поступило открывающее напряжение. Тиристор открылся и уже чрез его и резистор R13 со стабилизатора DA2 вывод 3 подается напряжение на вход «выключение» — вывод 10 мс DA1. При этом на выводах 11 и 14 мс DA1 возникает низкий уровень напряжения. Транзисторные ключи выключаются. Похоже все понятно.

Рисунок печатной платы я делал в программе Lay6.

Я этот модуль приобрел, наверное, год назад, да так руки до него и не достали. И я, думаю, вам быстрее пригодится эта информация. Если найдете ошибки, то комментируйте. Всякое бывает. Успехов. К.В.Ю.

В статье пойдет речь о контроллере SG3525A – одном из серии управляемых напряжением ШИМ контроллеров с фиксированной частотой преобразования, специально спроектированных для построения любых типов импульсных источников питания и позволяющих до минимума сократить число необходимых внешних компонентов.

Это стало возможным благодаря наличию встроенного опорного источника питания (+5,1 В ±1%) – вывод 16, возможности управления частотой работы внешней RC-цепью – вывод 6 Rт и вывод 5 Ст, длительностью интервала «мертвого» времени – одним внешним резистором между выводами 5 Ст и 7 DISCHARGE, длительностью времени плавного старта – одним внешним конденсатором (вывод 8 SOFT-START), встроенным драйверам (±200 мА) для управления внешними силовыми транзисторами или внешним маломощным трансформатором. Помимо всего вышеуказанного, в ИС предусмотрена возможность синхронизации нескольких источников от одного внешнего тактового сигнала (вывод 3 SYNC) и защиты по току внешних силовых транзисторов (вывод 10 SHUTDOWN).

SG3525 PDF

В общем, хоть эта микросхема и не нова, но ее структура позволяет реализовывать различные схемы преобразователей со многими дополнительными опциями. Такими как: стабилизация выходного напряжения, защита по току мощных ключевых транзисторов, защита от перенапряжения, отключение преобразователя при достижении минимального напряжения питания. Правда, диапазон регулировки ШИМ у нее только 50%.

Эта микросхема входит в модуль управления мощными полевыми транзисторами КМОП структуры в преобразователе напряжения, показанном на фото 1.

Ниже приведен машинный перевод параметров данного модуля. Это скриншот страницы с сайта aliexpress.com.

Купить модуль управления

Для того чтобы разобраться в работе данного модуля, для дальнейшего его использования, пришлось срисовать принципиальную электрическую схему прямо с печатной платы. Обращаю ваше внимание на то, что нумерация электронных компонентов на схеме и нумерация их на оригинальной плате не совпадают.

Назначения элементов и работа схемы

Начнем с конденсатора С1, резисторов R5 и R6 – это элементы, от величин которых зависит рабочая частота контроллера, которую можно регулировать естественно с помощь триммера R5. C3 – от величины этого конденсатора зависит время плавного запуска схемы. От величины резистора R4 зависит длительность интервала «мертвого» времени. Выводы 1 и 2 микросхемы DA1, это входы усилителя ошибки. Так как данный модуль управления предназначен для работы в составе довольно таки мощного преобразователя, по всей вероятности на данном усилителе собрана схема мягкого запуска. Т.е. при включении схемы, в первый момент времени длительность выходных импульсов управления мощными ключами минимальная. По мере заряда конденсатора С2 их длительность увеличивается до нужной величины. Конденсаторы С5 и С6, по всей видимости фильтрующие. На биполярных транзисторах VT2… VT5 собраны дополнительные ключи для управления затворами мощных КМОП транзисторов.

На микросхеме DA4 собрана схема защиты мощных транзисторов от превышения допустимого тока. Схема питается от отдельного микросхемного стабилизатора напряжения DA3. Обратите внимание, что общий провод схемы защиты соединен с «землей» через контакт 8 разъема и датчик тока – шунт. С контакта 8 разъема едет провод на истоки мощных транзисторов. Таким образом, сигнал с шунта через резистор R23 подается на инвертирующий вход операционного усилителя DA4.2. А нижний конец шунта через «земляной» провод через резистор R22 подается на не инвертирующий вход данного ОУ. Коэффициент усиления напряжения шунта регулируют при помощи резистора обратной связи R21 и в общем случае он равен отношению R21/R23. С помощью этого резистора регулируют и уровень тока отсечки схемы защиты. На DA4.1 собран компаратор напряжений. Опорное напряжение с резистивного делителя R18,R19 подается на инвертирующий вход ОУ, вывод 6 DA4.1. На не инвертирующий вход подается усиленное напряжение с датчика тока – шунта. Диод VD2 в схеме компаратора устраняет эффект дребезга выходного напряжения, когда синфазные сигналы на его входе находятся в зоне равенства. В нормальном режиме работы преобразователя усиленное напряжение сигнала с шунта должно быть всегда меньше опорного напряжения на выводе 6 мс DA4.1. Увеличение тока через КМОП транзисторы повлечет за собой увеличение напряжения на выводе 5 мс DA4.1 и как только оно превысит опорное напряжение, компаратор включится и на его выходе появится напряжение примерно равное напряжению его питания, т.е. +5В. Это напряжение через разделительный диод VD1 поступит на вход SHUTDOWN (выключение) — вывод 10 мс DA1.

В схеме есть еще одна защита, схема которой реализована на оптотранзисторе U1, который подключается через разъем и маломощном тиристоре VS1. Какой будет эта защита решать вам. Допустим, преобразователь перешел в аварийный режим, отработала определенная схема защиты. Открылся транзистор оптрона и через его переход коллектор-эмиттер, на управляющий электрод тиристора VS1 поступило открывающее напряжение. Тиристор открылся и уже чрез его и резистор R13 со стабилизатора DA2 вывод 3 подается напряжение на вход «выключение» — вывод 10 мс DA1. При этом на выводах 11 и 14 мс DA1 возникает низкий уровень напряжения. Транзисторные ключи выключаются. Похоже все понятно.

Рисунок печатной платы я делал в программе Lay6.

Я этот модуль приобрел, наверное, год назад, да так руки до него и не достали. И я, думаю, вам быстрее пригодится эта информация. Если найдете ошибки, то комментируйте. Всякое бывает. Успехов. К.В.Ю.

В настоящее время существует огромное количество различных микросхем, или микрочипов, которые используются в самых различных блоках питания аппаратуры. Если говорить обобщенно, интегральная микросхема представляет собой пластмассовый прямоугольник с гибкими выходами, внутри которого находится вся «умная начинка».

uc3843 — описание, принцип работы, схема включения

Микросхема uc3843 — интегральная схема (ИС), которая предназначена для построения стабилизированных импульсных источников питания с широтно-импульсной модуляцией. В промышленном производстве выпускается в корпусах типа SOIC-8(14), DIP-8.

Основным принципом работы можно назвать применение вместе с uc3843 МОП транзистора. Это объясняется тем фактом, что мощность выходного каскада uc3843 незначительная. Поскольку амплитуда выходного сигнала может достигать напряжения питания МС, в качестве ключа используют МОП-транзистор.

Схема включения uc3843 приведена на рисунке.

Рисунок 1. Схема включения uc3843

uc3842 — описание, принцип работы, схема включения

uc3842 является широтно-импульсным контроллером, который применяется в основном, в преобразователях постоянного напряжения. Очень часто uc3842 используют в блоках питания различной аппаратуры. Подобный элемент можно встретить в «начинке» современных телевизоров и компьютерных мониторов.

Микросхема uc3842 имеет восемь выводов, каждый из которых выполняет свое предназначение:

• на первый подается напряжение;
• второй нужен для создания обратной связи;
• в случае подачи на третий вывод напряжения более 1В, на выходе МС не будет никаких импульсов;
• четвертый — место подключение переменного резистора;
• пятый — общий;
• шестой служит для снятия ШИМ-импульсов;
• седьмой необходим для подключения питания от 16 до 34В, в нем срабатывает защита от перенапряжения;
• восьмой подключается специальное устройство, которое стабилизирует частоту импульсов.

Типовая схема включения микрочипа uc3842 представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Типовая схема включения uc3842

ka3525a — описание, принцип работы, схема включения

ka3525a — это импульсные стабилизаторы напряжения от производителя Fairchild. Он позволяет обеспечить внутренний мягкий старт, контроль времени. Схема включения отображена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема подключения микрочипа ka3525a

uc3845 — описание, принцип работы, схема включения

uc3845 — это универсальный микрочип для однотактных преобразователей напряжения. Используется в прямо- и обратноходовых преобразователях. Работает в режиме реле и полноценного ШИМ стабилизатора напряжения с ограничениями по току. Во время перегрузки микрочип переходит в режим стабилизации тока. Чтобы обеспечить стабилизацию напряжения, необходимы дополнительные резисторы и транзистор.

Принцип работы ШИМ uc3845 основан на контроле среднего значения выходного напряжения и максимального значения тока. Если уменьшается нагрузка, выходное напряжение увеличивается. Амплитуда на токоизмерительном резисторе уменьшается, длительность импульса уменьшается до восстановления баланса между напряжением и током.

Схема включения микросхемы (8 выводов) uc3845 отображена на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема включения микрочипа uc3845

sg3525 — описание, принцип работы, схема включения

Микросхема sg3525 — широтно-импульсный модулятор в интегральном исполнении. Обеспечивает повышение производительности и уменьшение числа внешних деталей при проектировании и производстве всех видов импульсных источников питания. Имеет встроенный источник опорного напряжения +5,1В. Вход генератора обеспечивает синхронизированную работу различны устройств. sg3525 имеет встроенный плавный пуск схемы, что обеспечивается благодаря наличию внешнего конденсатора. Входные каскады микросхемы обеспечивают ток на выходе до 400 мА .

Схема подключения видна на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема подключения ШИМ sg3525

uc3844 — описание, принцип работы, схема включения

Микросхема uc3844 широко распространена в импульсных блоках питания компьютерной и различной бытовой техники. uc3844 используется для управления полевым ключевым транзистором в схемах ИБП.

Микрочипы uc3844 разработаны специально для DC-DC преобразователей, поскольку преобразовывают постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой величины.

Если напряжение питания в норме, на выводе 8 появляется напряжение +5В, которое приводит в запуск генератор OSC.

Производством чипов uc3844 занимаются фирмы UNITRODE, ST и TEXAS INSTRUMENTS.

Схема включения отображена на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема включения микрочипа uc3844

uc3846 — описание, принцип работы, схема включения

ШИМ контроллер uc3846 имеет 16 выводов. Основные принципы работы можно обозначить тезисами:

• если на 16 выводе напряжение ниже 0,35В, выходные импульсы на выводах 11 и 14 будут заблокированы полностью;
• если на выводе 1 напряжение низкое (ниже 0,35В), результат будет таким же;
• на 2 выводе напряжение должно составлять 5,1В;
• 13 и 15 выводам соответствует напряжение питания 8-40В;
• вывод 10 построен для внешней синхронизации в схеме;
• 9 и 6 выводы нужны для подключения резистора и конденсатора, которые будут задавать частоту работу ШИМ;
• выводы 3,4, а также 5,6 служат для сигналов ошибок общей схемы источника питания или преобразователя;
• вывод 12 — общий провод;
• вывод 7 — выход усилителя ошибки;
• вывод 1 — ограничение предельного тока.

Основная схема включения микрочипа uc3846 представлена на рисунке 7.

Рисунок 7. Схема включения микрочипа uc3846

Блок управления на SG3525

В статье пойдет речь о контроллере SG3525A – одном из серии управляемых напряжением ШИМ контроллеров с фиксированной частотой преобразования, специально спроектированных для построения любых типов импульсных источников питания и позволяющих до минимума сократить число необходимых внешних компонентов.

Это стало возможным благодаря наличию встроенного опорного источника питания (+5,1 В ±1%) – вывод 16, возможности управления частотой работы внешней RC-цепью – вывод 6 Rт и вывод 5 Ст, длительностью интервала «мертвого» времени – одним внешним резистором между выводами 5 Ст и 7 DISCHARGE, длительностью времени плавного старта – одним внешним конденсатором (вывод 8 SOFT-START), встроенным драйверам (±200 мА) для управления внешними силовыми транзисторами или внешним маломощным трансформатором. Помимо всего вышеуказанного, в ИС предусмотрена возможность синхронизации нескольких источников от одного внешнего тактового сигнала (вывод 3 SYNC) и защиты по току внешних силовых транзисторов (вывод 10 SHUTDOWN).

SG3525 PDF

В общем, хоть эта микросхема и не нова, но ее структура позволяет реализовывать различные схемы преобразователей со многими дополнительными опциями. Такими как: стабилизация выходного напряжения, защита по току мощных ключевых транзисторов, защита от перенапряжения, отключение преобразователя при достижении минимального напряжения питания. Правда, диапазон регулировки ШИМ у нее только 50%.

Эта микросхема входит в модуль управления мощными полевыми транзисторами КМОП структуры в преобразователе напряжения, показанном на фото 1.

Ниже приведен машинный перевод параметров данного модуля. Это скриншот страницы с сайта aliexpress.com.

Купить модуль управления

Для того чтобы разобраться в работе данного модуля, для дальнейшего его использования, пришлось срисовать принципиальную электрическую схему прямо с печатной платы. Обращаю ваше внимание на то, что нумерация электронных компонентов на схеме и нумерация их на оригинальной плате не совпадают.

Назначения элементов и работа схемы

Начнем с конденсатора С1, резисторов R5 и R6 – это элементы, от величин которых зависит рабочая частота контроллера, которую можно регулировать естественно с помощь триммера R5. C3 – от величины этого конденсатора зависит время плавного запуска схемы. От величины резистора R4 зависит длительность интервала «мертвого» времени. Выводы 1 и 2 микросхемы DA1, это входы усилителя ошибки. Так как данный модуль управления предназначен для работы в составе довольно таки мощного преобразователя, по всей вероятности на данном усилителе собрана схема мягкого запуска. Т.е. при включении схемы, в первый момент времени длительность выходных импульсов управления мощными ключами минимальная. По мере заряда конденсатора С2 их длительность увеличивается до нужной величины. Конденсаторы С5 и С6, по всей видимости фильтрующие. На биполярных транзисторах VT2… VT5 собраны дополнительные ключи для управления затворами мощных КМОП транзисторов.

На микросхеме DA4 собрана схема защиты мощных транзисторов от превышения допустимого тока. Схема питается от отдельного микросхемного стабилизатора напряжения DA3. Обратите внимание, что общий провод схемы защиты соединен с «землей» через контакт 8 разъема и датчик тока – шунт. С контакта 8 разъема едет провод на истоки мощных транзисторов. Таким образом, сигнал с шунта через резистор R23 подается на инвертирующий вход операционного усилителя DA4.2. А нижний конец шунта через «земляной» провод через резистор R22 подается на не инвертирующий вход данного ОУ. Коэффициент усиления напряжения шунта регулируют при помощи резистора обратной связи R21 и в общем случае он равен отношению R21/R23. С помощью этого резистора регулируют и уровень тока отсечки схемы защиты. На DA4.1 собран компаратор напряжений. Опорное напряжение с резистивного делителя R18,R19 подается на инвертирующий вход ОУ, вывод 6 DA4.1. На не инвертирующий вход подается усиленное напряжение с датчика тока – шунта. Диод VD2 в схеме компаратора устраняет эффект дребезга выходного напряжения, когда синфазные сигналы на его входе находятся в зоне равенства. В нормальном режиме работы преобразователя усиленное напряжение сигнала с шунта должно быть всегда меньше опорного напряжения на выводе 6 мс DA4.1. Увеличение тока через КМОП транзисторы повлечет за собой увеличение напряжения на выводе 5 мс DA4.1 и как только оно превысит опорное напряжение, компаратор включится и на его выходе появится напряжение примерно равное напряжению его питания, т.е. +5В. Это напряжение через разделительный диод VD1 поступит на вход SHUTDOWN (выключение) — вывод 10 мс DA1.

В схеме есть еще одна защита, схема которой реализована на оптотранзисторе U1, который подключается через разъем и маломощном тиристоре VS1. Какой будет эта защита решать вам. Допустим, преобразователь перешел в аварийный режим, отработала определенная схема защиты. Открылся транзистор оптрона и через его переход коллектор-эмиттер, на управляющий электрод тиристора VS1 поступило открывающее напряжение. Тиристор открылся и уже чрез его и резистор R13 со стабилизатора DA2 вывод 3 подается напряжение на вход «выключение» — вывод 10 мс DA1. При этом на выводах 11 и 14 мс DA1 возникает низкий уровень напряжения. Транзисторные ключи выключаются. Похоже все понятно.

Рисунок печатной платы я делал в программе Lay6.

Я этот модуль приобрел, наверное, год назад, да так руки до него и не достали. И я, думаю, вам быстрее пригодится эта информация. Если найдете ошибки, то комментируйте. Всякое бывает. Успехов. К.В.Ю.

Источник

Sg3525 схема включения в сварочном инверторе

Хочу предоставить испытанную в работе схему на ШИМ-контроллере SG3525(КА3525). Seriyvolk давно уже посмеивается: «Сколько уже можно юзать этот тупой драйвер IR2153»
Цель создания этой схемы: минимальная себестоимость и легкость в повторении. SG3525 не дорогая и распространенная микросхема, не такая требовательная к разводке, как к примеру IR2153. и не такая капризная как US3825.
SG3525 почти то же самое(на мой взгляд) что и TL494, ну малость продвинутей. И как говорит Slabovik: нужно использовать все ее возможности.

Хочу сказать пару слов о главном:
А главный советчик, консультант и ОТК – Seriyvolk.
Так же огромная помощь в подробных разъяснениях и расчетах – Slabovik.
Ну а я, всего лишь нарисовал схему, печатку и собрал в железе.

Так как в дальнейшей разработке этой схемы будет применена триггерная защита, а не икалка, то для питания микры будет использоваться 50Гц трансформатор или испытанная в работе дежурка на биполяре MJE13003, по схеме Старичка. Питание на биполяре хоть и дешевле(даже бесплатно, все из подручной комплектухи убитых БП) по сравнению с трансом, но хлопотнее.

Вот сама схема и БП в сборе:

Очень понравился в этом БП мягкий пуск, не сравнить как на IR2153. когда включаешь под нагрузкой, то аж дроссели дергаются. Так же уверенно срабатывает защита КЗ. А в дальнейшем продвижении, можно и стабилизацию прикрутить.

Наилучшие результаты ТГР на зеленых колечках. Расчет ТГР:

Варианты дальнейшего продвижения схемы. Схема дежурки:

Ну и пару фоток для тех кто собирает не по схеме, а по картинкам :

В архиве ПП в формате layout и схема в полном размере.

Вложения:

Схема+ПП..rar [927.24 KiB] Скачиваний: 20739

Последний раз редактировалось Сергеj Сб май 10, 2014 14:13:30, всего редактировалось 1 раз. Вернуться наверх

Вымогатель припоя

Карма: 15
Рейтинг сообщений: 122
Зарегистрирован: Сб июн 16, 2012 22:08:37
Сообщений: 506
Откуда: Москва
Рейтинг сообщения: 0

Первый раз сказал Мяу!

Карма: 4
Рейтинг сообщений: 14
Зарегистрирован: Вс янв 23, 2011 08:30:40
Сообщений: 27
Откуда: Казахстан г.Павлодар
Рейтинг сообщения: 1

Вымогатель припоя

Карма: 9
Рейтинг сообщений: 161
Зарегистрирован: Пт сен 28, 2012 05:23:33
Сообщений: 517
Откуда: Санкт-Петербург
Рейтинг сообщения: 0

Карма: 4
Рейтинг сообщений: 5
Зарегистрирован: Чт июл 16, 2009 10:18:32
Сообщений: 860
Откуда: р.Башкортостан
Рейтинг сообщения: 0

Собутыльник Кота

Карма: 108
Рейтинг сообщений: 1535
Зарегистрирован: Пт мар 18, 2011 14:30:20
Сообщений: 2939
Откуда: Lugansk ЛНР
Рейтинг сообщения: 0

Вымогатель припоя

Карма: 15
Рейтинг сообщений: 122
Зарегистрирован: Сб июн 16, 2012 22:08:37
Сообщений: 506
Откуда: Москва
Рейтинг сообщения: 0

Вымогатель припоя

Карма: 9
Рейтинг сообщений: 161
Зарегистрирован: Пт сен 28, 2012 05:23:33
Сообщений: 517
Откуда: Санкт-Петербург
Рейтинг сообщения: 1

Собутыльник Кота

Карма: 108
Рейтинг сообщений: 1535
Зарегистрирован: Пт мар 18, 2011 14:30:20
Сообщений: 2939
Откуда: Lugansk ЛНР
Рейтинг сообщения: 4

Первый раз сказал Мяу!

Карма: 4
Рейтинг сообщений: 14
Зарегистрирован: Вс янв 23, 2011 08:30:40
Сообщений: 27
Откуда: Казахстан г.Павлодар
Рейтинг сообщения: 0

Друг Кота

Карма: 91
Рейтинг сообщений: 2038
Зарегистрирован: Сб май 05, 2012 20:19:55
Сообщений: 4836
Откуда: Минск
Рейтинг сообщения: 4

Модератор

Карма: 152
Рейтинг сообщений: 2582
Зарегистрирован: Сб авг 14, 2010 15:05:51
Сообщений: 16985
Откуда: г. Озерск, Челябинская обл.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

Собутыльник Кота

Карма: 108
Рейтинг сообщений: 1535
Зарегистрирован: Пт мар 18, 2011 14:30:20
Сообщений: 2939
Откуда: Lugansk ЛНР
Рейтинг сообщения: 0

Карма: 4
Рейтинг сообщений: 5
Зарегистрирован: Чт июл 16, 2009 10:18:32
Сообщений: 860
Откуда: р.Башкортостан
Рейтинг сообщения: 0

Собутыльник Кота

Карма: 108
Рейтинг сообщений: 1535
Зарегистрирован: Пт мар 18, 2011 14:30:20
Сообщений: 2939
Откуда: Lugansk ЛНР
Рейтинг сообщения: 0

Карма: 4
Рейтинг сообщений: 5
Зарегистрирован: Чт июл 16, 2009 10:18:32
Сообщений: 860
Откуда: р.Башкортостан
Рейтинг сообщения: 0

Собутыльник Кота

Карма: 108
Рейтинг сообщений: 1535
Зарегистрирован: Пт мар 18, 2011 14:30:20
Сообщений: 2939
Откуда: Lugansk ЛНР
Рейтинг сообщения: 0

Карма: 4
Рейтинг сообщений: 5
Зарегистрирован: Чт июл 16, 2009 10:18:32
Сообщений: 860
Откуда: р.Башкортостан
Рейтинг сообщения: 0

Собутыльник Кота

Карма: 108
Рейтинг сообщений: 1535
Зарегистрирован: Пт мар 18, 2011 14:30:20
Сообщений: 2939
Откуда: Lugansk ЛНР
Рейтинг сообщения: 0

Друг Кота

Карма: 91
Рейтинг сообщений: 2038
Зарегистрирован: Сб май 05, 2012 20:19:55
Сообщений: 4836
Откуда: Минск
Рейтинг сообщения: 0

_________________ Прибор, защищённый предохранителем, сгорает первым, защитив предохранитель. Закон Мерфи.

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: Kashey, Starichok51 и гости: 39

Источник