SG3525: Guía Completa del Controlador PWM | Diagrama y Aplicaciones

El SG3525 es un controlador PWM (modulador de ancho de pulso) ampliamente utilizado en el diseño de fuentes conmutadas, inversores y sistemas de electrónica de potencia. Su popularidad se debe a que requiere pocos componentes externos, integra un comparador de error para realimentación de voltaje y puede alcanzar frecuencias de oscilación de hasta 400 kHz, todo con una alimentación de entrada que va desde 8 V hasta 35 V.

Si estás buscando una guía completa sobre el sg3525 pinout, su funcionamiento interno, cómo calcular la frecuencia de trabajo o compararlo con el TL494, este artículo cubre todo lo que necesitas saber.

Tabla de Contenidos

• ¿Qué es el SG3525?
• Características Principales del SG3525
• Pinout del SG3525 (Diagrama de Pines)
• Valores Máximos de Funcionamiento
• Funcionamiento Interno del SG3525
• Cómo Calcular la Frecuencia del SG3525
• Circuito de Prueba SG3525
• Implementación de Control Aislado con Optoacoplador
• SG3525 vs TL494: Diferencias Clave
• Aplicaciones Prácticas del SG3525
• Dónde Comprar el SG3525
• Preguntas Frecuentes (FAQ)
• Conclusión

¿Qué es el SG3525?

El SG3525 es un circuito integrado controlador PWM diseñado para facilitar la construcción de fuentes conmutadas (SMPS), inversores DC-AC y reguladores de potencia. Fue desarrollado por Texas Instruments (anteriormente por Unitrode) como una evolución simplificada de controladores anteriores, enfocándose en reducir la cantidad de componentes externos necesarios.

A diferencia de soluciones basadas en microcontroladores, el SG3525 ofrece un control analógico robusto que no requiere programación, lo que lo convierte en una opción ideal para:

• Prototipos rápidos de fuentes de alimentación
• Reparaciones de equipos industriales
• Proyectos de electrónica de potencia educativos
• Sistemas donde se prefiere confiabilidad sobre flexibilidad digital

Su arquitectura interna incluye oscilador, comparador de error, amplificador de error, control de tiempo muerto, protección por subtensión y salidas en configuración totem pole, todo en un solo encapsulado de 16 pines.

Características Principales del SG3525

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Ventajas del SG3525

• Bajo número de componentes externos: Solo necesitas CT, RT y RD para definir la frecuencia.
• Salida totem pole: Facilita el acoplamiento directo con drivers de MOSFET.
• Control de apagado remoto: Ideal para sistemas automotrices o industriales.
• Arranque suave integrado: Previene picos de corriente al encender.
• Referencia de precisión: 5.1 V estable para la realimentación.

Pinout del SG3525 (Diagrama de Pines)

El SG3525 está disponible en encapsulados PDIP-16 y SOIC-16. A continuación se detalla la función de cada pin:

Pie de imagen:pinout SG3525 - Diagrama de pines del controlador PWM en encapsulado PDIP-16

Nota importante: El pin 10 (SHUTDOWN) es una entrada negada. Para que el circuito funcione, este pin debe estar en alto o flotar con una resistencia de pull-up. Conectarlo a GND apaga el SG3525.

Valores Máximos de Funcionamiento

Los siguientes valores representan los límites absolutos del dispositivo. Excederlos puede causar daño permanente. No son valores recomendados de operación continua.

Advertencia: Operar el SG3525 cerca de sus límites máximos reduce su vida útil. Se recomienda dejar márgenes de seguridad del 20%.

Funcionamiento Interno del SG3525

Pie de imagen:

El SG3525 integra múltiples bloques funcionales que trabajan en conjunto para generar señales PWM precisas y estables. A continuación analizamos los más importantes.

Circuito de Control de Apagado (Shutdown)

El pin 10 implementa un control de apagado por nivel lógico. Es una entrada negada, lo que significa que:

• Pin 10 en alto (>2.5 V): El SG3525 opera normalmente.
• Pin 10 en bajo (<0.8 V): Se detiene la oscilación y las salidas se apagan.

Esta característica es extremadamente útil para:

• Control remoto de encendido/apagado en sistemas automotrices
• Protección por sobrecorriente externa
• Secuenciación de fuentes en sistemas complejos

Precaución: No dejes el pin 10 flotante. Si no lo usas, conecta una resistencia de pull-up (10 kΩ) a VREF para evitar que el ruido eléctrico provoque apagados indeseados.

Salida en Configuración Totem Pole

Las salidas OUT A (pin 11) y OUT B (pin 14) están configuradas en totem pole (también llamada push-pull). Esto significa que cada salida puede:

• Entregar corriente (source) cuando está en alto
• Absorber corriente (sink) cuando está en bajo

La ventaja principal es que el nivel lógico de salida es igual al voltaje aplicado en el pin VC (pin 13), típicamente conectado a VCC. Esto facilita enormemente el diseño de drivers para MOSFET de potencia, ya que se obtienen transiciones rápidas y niveles de voltaje compatibles con la mayoría de transistores de potencia.

Además, el SG3525 incluye control de tiempo muerto (dead time) programable, evitando que ambas salidas estén activas simultáneamente en topologías push-pull o half-bridge.

Comparador de Error

El SG3525 cuenta con un solo comparador de error (a diferencia del TL494 que tiene dos). Este comparador sensa el voltaje de salida del convertidor y ajusta el ciclo de trabajo para mantener la regulación.

El voltaje de referencia interno de 5.1 V (VREF, pin 16) se utiliza como punto de comparación. En la mayoría de circuitos, este voltaje se divide por dos (usando dos resistencias de 10 kΩ) para obtener 2.55 V como referencia del lazo de realimentación.

La ganancia del amplificador de error se configura con resistencias externas. Por ejemplo, con una resistencia de retroalimentación que proporcione ganancia 11, un error de 0.2 V en la salida se amplifica a 2.2 V en el comparador, logrando una respuesta rápida y estable.

Arranque Suave (Soft-Start)

El pin 8 (SOFT-START) permite configurar un arranque gradual del circuito. Al conectar un capacitor entre este pin y GND, el SG3525 incrementa progresivamente el ciclo de trabajo desde cero hasta su valor de régimen permanente.

¿Por qué es importante?

• Evita picos de corriente al encender que pueden disparar protecciones o dañar fusibles
• Reduce el estrés en capacitores electrolíticos de salida
• Minimiza interferencias electromagnéticas (EMI) durante el arranque
• Prolonga la vida útil de los componentes de potencia

El tiempo de arranque suave se calcula aproximadamente como:

Donde C_soft es el capacitor conectado al pin 8, típicamente entre 1 µF y 10 µF.

Cómo Calcular la Frecuencia del SG3525

Una de las operaciones más importantes al diseñar con el SG3525 es calcular correctamente la frecuencia de oscilación. Esta depende de tres componentes externos:

• CT (pin 5): Capacitor de timing
• RT (pin 6): Resistor de timing
• RD (pin 7): Resistor de descarga

Fórmula Correcta

La frecuencia de oscilación se calcula con la siguiente ecuación:

Donde:

Ejemplo Práctico

Supongamos que necesitamos una frecuencia de trabajo de 50 kHz para un transformador de ferrita específico. Seleccionamos:

• CT = 1 nF = 1 × 10⁻⁹ F
• RT = 15 kΩ = 15 × 10³ Ω
• RD = 100 Ω = 100 Ω

Sustituyendo en la fórmula:

Fo = 1 / (1×10⁻⁹ × (0.7 × 15000 + 3 × 100))
Fo = 1 / (1×10⁻⁹ × (10500 + 300))
Fo = 1 / (1×10⁻⁹ × 10800)
Fo = 1 / (1.08×10⁻⁵)
Fo ≈ 92.6 kHz

Nota: El valor de RD tiene menor impacto en la frecuencia pero es crítico para definir el tiempo muerto entre las dos salidas. Valores típicos de RD van desde 10 Ω hasta 500 Ω.

Tabla de Valores Comunes

Advertencia: Aunque el SG3525 puede alcanzar 400 kHz, la frecuencia de trabajo debe seleccionarse considerando las pérdidas del núcleo de ferrita y las características de conmutación de los MOSFET utilizados.

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Circuito de Prueba SG3525

A continuación se presenta un circuito de prueba basado en una fuente conmutada real que entrega 800 W de potencia. Este diseño ha sido probado en campo y es una excelente referencia para proyectos propios.

IMAGEN: circuito de prueba SG3525 - Esquema completo de fuente conmutada 800W con etapas de control y potencia

Análisis de la Etapa de Control

El circuito se divide en varias etapas funcionales:

1. Configuración del Remoto (Pin 10)

Como se mencionó anteriormente, el pin 10 es una entrada negada. Para habilitar el funcionamiento:

• Conecta el pin 10 a VREF (5.1 V) mediante una resistencia de pull-up de 10 kΩ
• Para apagar el circuito, conecta el pin 10 a GND
• Nunca dejes este pin flotante

2. Configuración de Frecuencia

Los componentes CT, RT y RD se calculan según la fórmula presentada en la sección anterior. Para una frecuencia de aproximadamente 209 kHz:

• CT = 1 nF
• RT = 6.8 kΩ
• RD = 100 Ω

Verifica siempre que el núcleo de ferrita del transformador pueda operar eficientemente a esta frecuencia.

3. Comparador de Error y Realimentación

El circuito de realimentación utiliza el voltaje de referencia interno de 5.1 V. Dos resistencias de 10 kΩ dividen esta referencia a 2.55 V para el pin no inversor del amplificador de error.

El voltaje de salida se sensa, divide con un divisor resistivo y se aplica al pin inversor. La ganancia del lazo se ajusta con la resistencia de retroalimentación (típicamente entre 47 kΩ y 100 kΩ).

4. Arranque Suave

Un capacitor de 4.7 µF conectado al pin 8 proporciona un arranque suave de aproximadamente 50-100 ms, suficiente para evitar picos de corriente en la mayoría de aplicaciones.

Implementación de Control Aislado con Optoacoplador

En fuentes conmutadas de potencia media y alta, es fundamental aislar el circuito de control de la etapa de potencia para:

• Eliminar ruido de conmutación que puede introducir zumbido audible
• Proteger el circuito de control de transitorios de alta tensión
• Cumplir con normativas de seguridad eléctrica
• Permitir diferentes tierras de referencia entre primario y secundario

IMAGEN: Control aislado SG3525 con optoacoplador - Circuito con separación galvánica entre etapa de control y potencia

Funcionamiento del Aislamiento

1. El voltaje de salida se sensa en el lado secundario (alta potencia)
2. Un optoacoplador transmite la señal de error al lado primario (control)
3. El SG3525 ajusta el ciclo de trabajo según la señal recibida
4. Las tierras de ambos lados permanecen completamente separadas

Componentes Recomendados para el Aislamiento

Consejo: Si planeas construir una etapa de potencia para audio o instrumentación sensible, el uso de optoacopladores es prácticamente obligatorio para evitar el zumbido de conmutación (típicamente entre 50 Hz y varios kHz).

SG3525 vs TL494: Diferencias Clave

Tanto el SG3525 como el TL494 son controladores PWM clásicos de Texas Instruments, pero tienen diferencias importantes que determinan cuál usar en cada aplicación.

¿Cuál Elegir?

• Elige SG3525 si: Necesitas una solución simple para fuentes conmutadas básicas, inversores o aplicaciones donde no requieras control de corriente. Su salida totem pole simplifica el driver de MOSFET.
• Elige TL494 si: Necesitas control de corriente (protección por sobrecorriente), dos lazos de realimentación independientes o mayor flexibilidad en la configuración de salidas.

Para una guía más detallada del TL494, visita nuestro artículo: TL494: Guía Completa del Controlador PWM.

Aplicaciones Prácticas del SG3525

El SG3525 es versátil y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones de electrónica de potencia:

1. Fuentes Conmutadas (SMPS)

La aplicación más común. El SG3525 controla el ciclo de trabajo de MOSFET o IGBT en topologías:

• Flyback: Para potencias bajas (< 150 W)
• Forward: Para potencias medias (150 W – 500 W)
• Push-Pull: Para potencias altas (> 500 W) con buena utilización del núcleo
• Half-Bridge / Full-Bridge: Para muy altas potencias con el SG3525 manejando el driver

2. Inversores DC-AC

Generación de onda cuadrada o modificada a partir de baterías (12 V, 24 V, 48 V). Frecuencias típicas: 50 Hz o 60 Hz para aplicaciones de respaldo de energía.

3. Control de Motores DC

Regulación de velocidad en motores de corriente continua mediante PWM. El SG3525 proporciona la señal de control que luego se amplifica con un driver de potencia.

4. Cargadores de Baterías

Control del proceso de carga (corriente constante, voltaje constante, flotación) mediante la modulación del ciclo de trabajo según el estado de la batería.

5. Balastros Electrónicos

Control de lámparas fluorescentes y de descarga, aprovechando la capacidad del SG3525 para operar a frecuencias entre 20 kHz y 100 kHz.

6. Calentamiento por Inducción

Control de la frecuencia de conmutación en calentadores por inducción de baja y media frecuencia.

Dónde Comprar el SG3525

El SG3525 es un componente muy común y fácil de adquirir. A continuación te presentamos las mejores opciones según tus necesidades:

Tiendas Locales (Perú y Latinoamérica)

Mercados Online Internacionales

Recomendaciones de Compra

• Para prototipos: Compra 5-10 unidades en tiendas locales o Amazon para evitar esperas.
• Para producción en serie: Contacta directamente a distribuidores autorizados como Digi-Key, Mouser o Arrow para obtener mejores precios por volumen y garantía de componentes originales.
• Evita: Componentes de precio sospechosamente bajo en mercados no regulados, ya que pueden ser falsificaciones o rechazos de fábrica.

Sustitutos compatibles: Si no encuentras el SG3525, busca el KA3525 (Fairchild/ON Semiconductor), UC3525 o IR3525. Son pin-compatible y funcionalmente equivalentes.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la frecuencia máxima del SG3525?

El SG3525 puede alcanzar hasta 400 kHz de frecuencia de oscilación según su datasheet. Sin embargo, la frecuencia de trabajo práctica debe calcularse considerando las propiedades del núcleo de ferrita utilizado y las características de conmutación de los MOSFET. En la práctica, la mayoría de diseños operan entre 20 kHz y 200 kHz para un equilibrio óptimo entre tamaño del transformador, pérdidas y eficiencia.

¿Cómo calcular la frecuencia del SG3525?

La frecuencia se calcula con la fórmula:

Fo = 1 / (CT × (0.7 × RT + 3 × RD))

Donde CT es el capacitor de timing (pin 5), RT es el resistor de timing (pin 6) y RD es el resistor de descarga (pin 7). Todos en unidades base (faradios y ohmios). Consulta la sección Cómo Calcular la Frecuencia del SG3525 para un ejemplo detallado.

¿Cuál es la diferencia entre SG3525 y TL494?

El SG3525 tiene un solo comparador de error y salidas en configuración totem pole (push-pull), lo que lo hace más sencillo para fuentes básicas e inversores. El TL494 tiene dos comparadores (permitiendo control de corriente) y salidas de emisor abierto, ofreciendo mayor flexibilidad a costa de un diseño ligeramente más complejo. Para una comparativa completa, revisa la sección SG3525 vs TL494.

¿Para qué sirve el pin 10 del SG3525?

El pin 10 es el control de apagado (Shutdown). Es una entrada negada, lo que significa que:

• Conectarlo a GND apaga el circuito
• Dejarlo en alto (o con pull-up a VREF) permite el funcionamiento normal
• No debe dejarse flotante para evitar interferencias por ruido que provoquen apagados erráticos

Es ideal para implementar control remoto de encendido/apagado o protecciones externas.

Conclusión

El SG3525 sigue siendo una de las mejores opciones para quienes inician en el diseño de fuentes conmutadas y electrónica de potencia. Su simplicidad, bajo costo y características integradas (comparador de error, salida totem pole, arranque suave y control de apagado) lo convierten en un controlador PWM robusto y confiable.

Si tu proyecto requiere control de corriente o mayor flexibilidad, considera el TL494 como alternativa. Para aplicaciones que demandan aislamiento galvánico, no olvides integrar optoacopladores en tu diseño.

¿Tienes un proyecto con el SG3525 en mente? Comparte tus dudas en los comentarios o explora nuestros otros artículos sobre electrónica avanzada.