原標(biāo)題：利用SG3524構(gòu)成的穩(wěn)壓電源電路

SG3524是一款經(jīng)典的脈寬調(diào)制（PWM）控制器芯片，因其高集成度、靈活的控制能力和完善的保護(hù)機(jī)制，被廣泛應(yīng)用于開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)中。以下從核心功能、電路構(gòu)成、工作原理及優(yōu)化設(shè)計(jì)四個(gè)方面，介紹利用SG3524構(gòu)建穩(wěn)壓電源的關(guān)鍵要點(diǎn)。

一、SG3524的核心功能

SG3524內(nèi)部集成了振蕩器、誤差放大器、PWM比較器、驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)模塊，可實(shí)現(xiàn)電壓的閉環(huán)控制。其核心功能包括：

1. 可調(diào)頻率振蕩器：通過外部電阻和電容設(shè)定開關(guān)頻率（1kHz-400kHz），適應(yīng)不同功率需求。

2. 雙路推挽驅(qū)動(dòng)：輸出兩路互補(bǔ)方波（OUTA、OUTB），可直接驅(qū)動(dòng)N溝道MOSFET，簡化驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。

3. 精準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓：內(nèi)部提供1.23V基準(zhǔn)源，為反饋環(huán)路提供高精度參考。

4. 多重保護(hù)機(jī)制：包括欠壓鎖定（UVLO）、過流保護(hù)（OCP）、軟啟動(dòng)及限流功能，提升系統(tǒng)可靠性。

二、典型電路構(gòu)成

以降壓型（Buck）拓?fù)錇槔?，SG3524穩(wěn)壓電源的核心元件包括：

1. 功率器件：MOSFET（如IRF540N）作為開關(guān)管，肖特基二極管（如MBR2045CT）作為續(xù)流二極管。

2. 儲能元件：電感（L1）和輸出電容（C_OUT）構(gòu)成濾波網(wǎng)絡(luò)，平滑開關(guān)紋波。

3. 反饋網(wǎng)絡(luò)：由分壓電阻（R1、R2）將輸出電壓采樣后送至SG3524的誤差放大器反相端，與基準(zhǔn)電壓比較。

4. 保護(hù)電路：采樣電阻（R_S）檢測電感電流，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；可選配TL431實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。

三、工作原理

1. 啟動(dòng)與軟啟動(dòng)
   輸入電壓上電后，SG3524的VCC引腳電壓逐漸升高。當(dāng)超過啟動(dòng)閾值（約8V）時(shí)，芯片開始工作，軟啟動(dòng)電路通過內(nèi)部電容充電緩慢增加PWM占空比，避免上電沖擊。

2. 穩(wěn)壓控制

• 反饋調(diào)節(jié)：輸出電壓經(jīng)R1、R2分壓后得到反饋電壓（V_FB），與內(nèi)部1.23V基準(zhǔn)比較。若V_OUT偏高，V_FB升高，誤差放大器輸出降低，PWM占空比減小，輸出電壓回落；反之亦然。

• 開關(guān)動(dòng)作：OUTA輸出高電平時(shí)，MOSFET導(dǎo)通，輸入電壓通過電感向負(fù)載供電，同時(shí)電感儲能；OUTA輸出低電平時(shí)，MOSFET關(guān)斷，電感釋放能量，電流通過續(xù)流二極管維持輸出。

3. 保護(hù)機(jī)制

• 過流保護(hù)：采樣電阻R_S將電感電流轉(zhuǎn)換為電壓信號，當(dāng)超過0.7V閾值時(shí)，SG3524內(nèi)部比較器觸發(fā)，關(guān)閉PWM輸出，防止功率管損壞。

• 欠壓鎖定：若VCC電壓低于7.6V，芯片自動(dòng)關(guān)斷，避免低電壓下工作異常。

四、優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 布局與布線

• 功率回路最小化：將輸入電容、MOSFET、電感和二極管構(gòu)成的環(huán)路面積壓縮至最小，降低寄生電感引起的振蕩和EMI噪聲。

• 信號地與功率地分離：SG3524的GND引腳與功率地單點(diǎn)連接，防止高頻開關(guān)噪聲干擾基準(zhǔn)電壓和反饋信號。

• 反饋線屏蔽：反饋電阻連線盡量短且遠(yuǎn)離開關(guān)節(jié)點(diǎn)，必要時(shí)采用屏蔽線或磁環(huán)濾波。

2. 效率提升

• 同步整流：用低導(dǎo)通電阻的MOSFET替代續(xù)流二極管，可顯著降低導(dǎo)通損耗，提升輕載效率。

• 輕載模式：通過外接電容至COMP引腳，使芯片在輕載時(shí)進(jìn)入突發(fā)模式（Burst Mode），減少開關(guān)次數(shù)，降低損耗。

3. 保護(hù)功能擴(kuò)展

• 過壓保護(hù)：在輸出端增加TL431穩(wěn)壓器，當(dāng)輸出電壓超過設(shè)定值時(shí)，TL431導(dǎo)通并拉低SG3524的COMP引腳，強(qiáng)制關(guān)閉PWM輸出。

• 溫度保護(hù)：在MOSFET散熱片上貼NTC熱敏電阻，當(dāng)溫度超過閾值時(shí)，通過比較器切斷SG3524的VCC供電，實(shí)現(xiàn)過熱關(guān)斷。

五、應(yīng)用場景

SG3524穩(wěn)壓電源適用于輸入電壓波動(dòng)較大、需高效率及可靠保護(hù)的場景，例如：

• 工業(yè)控制：為PLC、傳感器提供穩(wěn)定12V/24V供電，適應(yīng)輸入電壓范圍18V-36V。

• 通信設(shè)備：在4G/5G基站中，將-48V電池電壓轉(zhuǎn)換為12V，為光模塊供電。

• 車載電源：將車載24V電池電壓降至12V，為車載娛樂系統(tǒng)或ADAS攝像頭供電，需通過ISO 7637-2電磁兼容測試。

SG3524憑借其靈活的控制能力和強(qiáng)大的保護(hù)機(jī)制，成為開關(guān)電源設(shè)計(jì)的經(jīng)典方案。通過合理選型、優(yōu)化布局及擴(kuò)展保護(hù)功能，可構(gòu)建出滿足工業(yè)、通信及車載領(lǐng)域需求的高效、可靠穩(wěn)壓電源。