摘要。本设计中主要利用pwm控制技术，将全控型器件作为开关器件，选着性价比较高的sg3525芯片产生脉冲，来对igbt的通断进行控制，进而控制斩控式单相交流调压电路进行调压。总电路可划分为两大主模块：主电路设计和控制电路设计。
其中主电路为斩控式电路，斩波电路采用igbt进行控制的脉宽调制方式的斩控方式。控制电路是由芯片sg3525产生脉冲，来控制igbt来实现斩波调压，它具有管脚数量少，外围电路简单且控制结果较精确，使用方便等特点，因而得到了广泛的应用。
关键词： sg3525芯片，开关电源，pwm，igbt
目录。第1章概述 2
1.1 电力电子技术的发展方向 2
1.2 开关电源发展趋势 2
第2章总体方案及基本原理 3
2.1 基本原理 3
2.2 总体方案设计 4
第3章主电路设计 5
3.1 主电路的总体设计 5
3.2 主电路参数计算和元器件的选择 5
3.2.1开关管igbt的选择 5
3.2.2续流二极管的选择 6
3.2.3具体参数计算 7
第4章控制电路设计 8
4.1 sg3525的结构图和工作原理 9
4.2 各引脚具体功能及特点 10
4.3 sg3525的工作原理 12
第5章波形分析及结论 13
5.1 波形分析14
5.2 结论14
第6章总结与体会 15
第7章附录 16
附录a 总体电路图 16
附录b 参考文献 17
第1章概述。
1.1 电力电子技术的发展方向。
电力电子技术是20世纪中叶后半叶诞生和发展的一门崭新的技术。有人预言，电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。
电力电子技术的应用范围十分广泛。它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统，在照明、空调等家用电器及其他领域有着广泛的应用。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。
电力电子技术对节省电能有重要意义，特别在大型风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为节能技术。
1.2 开关电源发展趋势。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（pwm）控制ic和mosfet构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
第2章总体方案及基本原理。
2.1 基本原理。
斩控式交流调压电路的输入是正弦交流电路，采用全控型器件作为开关器件。如图3-1所示，在交流电源u1正半周，用v1进行斩波控制，用v3给负载电流提供续流通道；在u1的负半周，用v2进行斩波控制，用v4给负载电流提供续流通道。假设斩波器v1或v2的导通时间为ton，开关周期为t，则导通比为a=ton/t，可以通过对a的调节来调节输出电压u0。
交流斩波调压的原理波形图如下图2-1所示，其中uv表示交流电，其有效值为220v。
图2-1 交流斩波调压的原理波形图。
2.2 总体方案设计。
本设计中，输入单相（ac）220v电压（50hz），最大输出电流为20a ，功率因数：。而斩波器可调节输出电压的大小，同时斩控方式实现交流调压，功率因数高，谐波小，输出波形好。在本实验中，功率因数有可能接近1。
斩控式单相交流调压电路中，用占空比控制低压侧的电压。 其中用控制电路来实现控制igbt管的通断，从而调节占空比的大小，进而来调节输出电压的大小。总电路可划分为两大主模块：
主电路设计、控制电路设计。其中主电路为斩控式电路，斩波电路采用igbt进行控制的脉宽调制方式的斩控方式。控制电路采用sg3525芯片来对igbt的通断进行控制。
总体方案设计图如下图2-2所示。
图2-2 总体方案设计。
第3章主电路设计。
3.1 主电路的总体设计。
主电路只包括斩控式电路，其设计如图一所示主电路采用igbt及二极管为开关器件，igbt为全控性器件。如图3-1所示。
图3-1 斩控式交流调压电路主电路。
3.2 主电路参数计算和元器件的选择。
3.2.1 开关管igbt的选择。
开关管igbt的耐压值，当开关管截止时，续流二极管导通，稳压电源的全部输入电压都加在开关管的集射极间，因此，开关管的耐压值vcbo必须大于前级整流电路的输出电压uwi，考虑到其他因素的影响，开关管集射极间电压u’按下式选取：
当开关管导通时，负载电流及电容充电电流都通过开关管，因此开关管的集电极电流必须大于负载电流，开关管的最大集电极ib可由下式求得：
式中i0为负载的电流，为整流输出电压，为开关管的截止时间。
3.2.2 续流二极管的选择。
当开关管截止时，续流二极管导通，滤波电感内存储的能量通过续流二极管传输到负载．由此可知，续流二极管的正向额定电流必须大于开关管的最大集电极电流．当开关管饱和时，集电极间的电压可以忽略不记，续流二极管的耐压值必须大于前级整流电路的输出电压uwi。本系统续流管仍然选用的是igbt。
电感可以由下式求得：
式中为输出电压，是输入电压，为电感续流的临界负荷电流。
输出电容可以按照经验值取1000μf/a。
3.2.3 具体参数计算。
假设给定参数为u1=220v,id=20a，则计算具体参数如下：
u0的计算。
若导通角为0°，则计算方式如下：
若导通角为30°，则v
电阻为21.7
功率因素0.9855
二极管vd1\vd2参数计算。
二极管承受反向最大电压v，考虑2倍裕量，则。
2*311=622v 取630v。
0.5*id=10a，考虑2倍裕量，因此取id=20a。
二极管vd3\vd4参数计算。
其电压与上述一样。有效电流为0，因为vd3、vd4属于续流部分，此部分输出电压为0，固电流也为0。
igbt的选择。
因为u1=220v，取3倍裕量，选耐压为660v以上的igbt。由于igbt是以最大标注且稳定电流与峰值电流间大致为四倍关系，故应选用大于4倍额定负载电流的igbt为宜，因此选用80a,额定电压660v左右的igbt。
续流管的选择。
因为续流管也是igbt，故可以同上。
第4章控制电路设计。
本次课程设计控制电路是由芯片sg3525产生脉冲，来控制mosfet来实现斩波调压，它具有管脚数量少，外围电路简单等特点，因而得到了广泛的应用。控制电路如图4-1所示。
图4-1 斩控式交流调压控制电路图。
4.1 sg3525的结构图和工作原理。
sg3525是电流控制型pwm控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。
sg3525是定频pwm电路，采用16引脚标准dip封装。其各引脚功能如图4-2所示，内部框图如图4-3所示。脚8为软起动端。
图4-2 sg3525 引脚排列图。
图4-3 sg3525 内部框图。
4.2 各引脚具体功能及特点。
引脚功能如下：
引脚1)：误差放大器反向输入端。在闭环系统中，该引脚接反馈信号。在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。
引脚2)：误差放大器同向输入端。在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。
根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。
sync(引脚3)：振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。
引脚4)：振荡器输出端。
ct(引脚5)：振荡器定时电容接入端。
rt（引脚6）：振荡器定时电阻接入端。
discharge(引脚7)：振荡器放电端。该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。
soft-start(引脚8)：软启动电容接入端。该端通常接一只5的软启动电容。
compensation(引脚9)：pwm比较器补偿信号输入端。在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。
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