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案例頻道1概述.
SA18是一種性能優(yōu)良的新型脈寬調(diào)制放大器，它可為負(fù)載提供10kw功率的它廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電抗性負(fù)載、低頻聲波定位器、壓敏元器件及離線(xiàn)式驅(qū)動(dòng)器等。SA18脈寬調(diào)制放大器具有如下的特點(diǎn)：
● SA18的輸出方式為半橋IGBT輸出，其電壓范圍比較寬（16V---500V），在100的情況下，額定電流為
● 控制方式為頻率控制，非常靈活簡(jiǎn)單。
● SA18內(nèi)部的振蕩器無(wú)需外部任何元器件的激勵(lì)，其時(shí)鐘輸入端可將振蕩器二分頻，即提供的開(kāi)關(guān)頻率為22.5KHZ。
● SA18芯片上的停機(jī)（shut down）輸入端信號(hào)可以關(guān)斷半橋輸入的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，因此，當(dāng)網(wǎng)側(cè)電流較大時(shí)，通過(guò)停機(jī)端限制可以保護(hù)放大器的短路，當(dāng)負(fù)載短路時(shí)，其保電路將認(rèn)為其接地。
● SA18通過(guò)熱過(guò)載直接顯示溫度的衰減來(lái)對(duì)輸出端的IGBT進(jìn)行保護(hù)。
● SA18的封裝采用的是12管腳密封的MO---127，面積較小，在板子上僅占用三平方英寸。
SA18芯片外觀示意圖如圖1所示：
圖
2.SA18引腳功能介紹
圖2 SA18引腳排列
圖2為引腳分布說(shuō)明：
CLK IN：外部振蕩器輸入管腳
CLK OUT：內(nèi)部振蕩器的輸出，它的頻率為45KHZ
FLAG(PWM/RAMP)：內(nèi)部比較器的反相端。SA08放大器在內(nèi)部把CLK IN輸入的振蕩器方波頻率進(jìn)行二分頻，然后通過(guò)RC網(wǎng)絡(luò)輸入到PWM/RAMP管腳。
SIG GND：信號(hào)地
PWR GND：功率地
SHDN：關(guān)斷管腳，可以實(shí)現(xiàn)限流及外部關(guān)斷兩種功能。
OUT：放大器的輸出管腳
Vcc：低壓電源，典型值為15V
Vs：功率電源，電壓范圍15V~500V
（1） 工作過(guò)程中，每一個(gè)輸出IGBT都會(huì)有125W的功率損耗，但值得注意的是在任意一段時(shí)間內(nèi)僅有一個(gè)IGBT工作。
（2） 在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，
（3） 若芯片長(zhǎng)時(shí)間工作在最大結(jié)溫下，則會(huì)影響芯片的質(zhì)量，減少芯片的壽命。降低器件的外部功率損耗可以獲得較高的平均工作時(shí)間，具體的規(guī)則可參照與相應(yīng)散熱器有關(guān)的說(shuō)明書(shū)。
SA18芯片由靜態(tài)敏感性元器件組成，在使用過(guò)程中必須考慮電磁兼容的問(wèn)題。內(nèi)部物質(zhì)含有氧化鈹，不可以輕易打開(kāi)封裝，如果不慎破壞封裝，切勿對(duì)其擠壓，更不能對(duì)其進(jìn)行機(jī)械處理，也不可以將其置于
4.SA18芯片原理框圖及其典型應(yīng)用
電壓控制型電壓源
因?yàn)?/SPAN>SA18的輸出為PWM信號(hào)，所以輸出必須采用LC低通濾波器以解調(diào)需要的信號(hào)，截至頻率通常選擇為SA18芯片開(kāi)關(guān)頻率的十分之一，元件參數(shù)計(jì)算公式分別如下：
L=(1.4142*Rload*0.5)/(2π*Fc)
C=(0.7071*2)/(2π*Fc*Rload)
我們選擇同樣的截至頻率設(shè)計(jì)有源濾波器，該運(yùn)算放大器以及它周?chē)脑谶@里有兩個(gè)目的：
（1）作為一個(gè)差分運(yùn)算放大器反饋輸出采樣電壓。
（2）作為一個(gè)有源低通濾波器將輸出采樣電壓從PWM信號(hào)中解調(diào)出來(lái)
參數(shù)計(jì)算如下：C=1/(2π*R*Fc)
在這里需要注意的是，在設(shè)計(jì)電路時(shí)必須確認(rèn)反饋電壓的極性，確保為負(fù)反饋。
積分器對(duì)輸入信號(hào)和濾波后的反饋電壓進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)電壓反饋控制，克服電源電壓、溫度等參數(shù)變化對(duì)輸出電壓的影響。
5.芯片使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)：
●時(shí)鐘電路和斜坡信號(hào)發(fā)生器
SA18內(nèi)部的時(shí)鐘頻率為45KHZ，在一般情況下，CLK 管腳和 CLK IN 連接在一起，時(shí)鐘信號(hào)二分頻，為產(chǎn)生斜坡信號(hào)的RC電路提供適當(dāng)?shù)念l率。如果需要同步信號(hào)，可以從IN管腳輸入時(shí)鐘信號(hào)，確保其頻率大小為45KHZ+/-2%。
●輸出標(biāo)志位
當(dāng)SA18檢測(cè)到電路的故障狀況時(shí)，其標(biāo)志位會(huì)置高電平（10V），同樣，當(dāng)電流超過(guò)所設(shè)計(jì)的網(wǎng)側(cè)電流時(shí)，標(biāo)志位同樣會(huì)置高電平。在下一個(gè)時(shí)鐘周期標(biāo)志位會(huì)復(fù)位為低電平，這充分反映了按照脈沖來(lái)限制電流的一大特色。當(dāng)觸發(fā)了內(nèi)部電流限定值或者達(dá)到溫度限定值，標(biāo)志位將鎖定在高電平。
●保護(hù)電路
當(dāng)網(wǎng)側(cè)電流上升至額定輸出電流的150%時(shí)，網(wǎng)側(cè)電流監(jiān)測(cè)器將會(huì)關(guān)斷輸出晶體管，當(dāng)然，輸出晶體管的溫度也可以監(jiān)測(cè)，當(dāng)晶體管的溫度達(dá)到大約
時(shí)，兩個(gè)晶體管也會(huì)關(guān)斷。無(wú)論在上述那種情況下，我們都必須排除故障，再次給Vcc上電，重新啟動(dòng)電路。在PWR GND管腳接入一個(gè)壓敏電阻可以保護(hù)+Vs的短路。保護(hù)電路如圖所示
很明顯，在該保護(hù)電路中，我們可以看到，壓敏電阻
為一體，如圖所示,
給定10V的SHDN信號(hào)直接接入SHDN管腳，只要SHDN的信號(hào)保持高電平，輸出晶體管就會(huì)一直保持關(guān)斷狀態(tài)。
●電源旁路
在正常運(yùn)行過(guò)程中，足夠的旁路設(shè)置是非常必要的。如果沒(méi)有進(jìn)行旁路設(shè)置，將會(huì)導(dǎo)致電路振蕩，電路運(yùn)行效率較低，并且在輸出電路中也會(huì)有干擾。電源Vs兩端可以并聯(lián)一個(gè)容值至少
到
的陶瓷電容，芯片的Vcc管腳為其提供電壓就足夠了。
參考文獻(xiàn)
1. PULSE WIDTH MODULATION AMPLIFIERS―SA18 DATASHEET
2. Apex Microtechnology Volume 11 Databook
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)