电力电子课程设计直流降压斩波
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图2.1 降压斩波电路原理图
如图2.1中V的栅极电压uGE波形所示，在t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数上升。
当t=t1时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常是串联的电感L值较大。
如图6所示：取样电压的方法是在U。端串联两个电阻再通过在电阻中分得的电压连入比较器的正端，与连入负端的基准电压（5V）进行比较。正常状态下，取样电压小于基准电压，此时比较器输出的是负的最大值，芯片正常工作，当出现过电压是，取样电压高于基准电压，此时输出高电平15V，在通过电阻分压得到5V的高电平送入芯片的10端，使其锁死，IGBT脉冲断开，电路断开，从而对电路实现过压保护。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
第四章 驱动电路设计
4.1IGBT驱动电路选择
PWM控制信号由于强度不够，不能够直接去驱动IGBT，因此需要信号放大的电路。另外直流斩波电路会产生很大的电磁干扰，会影响控制电路的正常工作，甚至导致电力电子器件的损坏。因而设计中还需要有带电器隔离的部分。所以我采用光电耦合式驱动电路。
4.2驱动电路原理
过流保护电路如图5.2。
图5.2 过流保护电路
5.2.3IGBT的保护
IGBT如果不采取保护，它很容易损坏。一般认为IGBT要原因有两种：一是IGBT退出饱和区而进入了放大区，使得开关损耗增大；二是IGBT发生短路，产生很大的瞬态电流，从而使IGBT损坏。下面是对IGBT进行设计的保护电路。RC串联电路可以对IGBT进行过电压保护，而反向二极管可以对IGBT进行过电流保护。在无缓冲电路的情况下，IGBT开通时电流迅速上升，di/dt很大；关断时du/dt很大，并出现很大的过电压。在有缓冲电路的情况下；V开通时C5通过R34向V放电，使 先上一个台阶，以后因有 ， 上升速度减慢；V关断时负载电流通过VD向C5分流，减轻了V的负担，抑制了du/dt和过电压。VD和R34的作用是在V关断时，给 提供释放储能的回路。如图5.3所示。
图5.3 IGBT保护电路图
第六章 系统仿真及结论
6.1 仿真软件的介绍
此次仿真使用的是MATLAB软件。
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
至一个周期T结束，在驱动V导通，重复上一周期的过程。当工作处于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图1.2所示。负载电压平均值为
（式1.1）
式中，ton为V处于通态的时间；toff为V处于断态的时间；T为开关周期； 为导通占空比。
由式1.1可知，输出到负载的电压平均值Uo，减小占空比 ，Uo随之减小。因此将该电路称为降压斩波电路。也称buck变换器。
如图4.1所示，IGBT降压斩波电路的驱动电路提供电气隔离环节。光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成，封装在一个外壳内。本电路中采用的隔离方法是，先加一级光耦隔离，再加一级推挽电路进行放大。采用推挽电路进行放大的原因是因为驱动IGBT的电压叫高，约为12V左右，而SG3525芯片提供的电压只有5V左右，直接连入无法驱动IGBT。并且推挽式电路简单实用，故用推挽式进行电压放大。IGBT是电压控制型器件，在它的栅极-发射极间施加十几V的直流电压，只有μA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。但IGBT的栅极-发射极间存在着较大的寄生电容（几千至上万pF），在驱动脉冲电压的上升及下降沿需要提供数安电流，才能满足开通和关断的动态要求，这使得它的驱动电路也必须输出一定的峰值电流。
（3） 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
外电路同步。
（4） 引脚4：振荡器输出端。
（5）引脚5：振荡器定时电容接入端。
（6） 引脚6：振荡器定时电阻接入端。
（7）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，形成放
回路。
（8） 引脚8：软启动电容接入端。
（9） 引脚9：PWM信号输入端。
第一章 电路总体设计方案
1.1 设计课题任务
设计一个直流降压斩波电路。
1.2 功能要求说明
将100V直流电压降压输出并且平均电压可调，范围ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10-90V。
1.3 设计总体方案和设计原理
1.3.1降压斩波电路设计结构框图
完整的降压斩波电路除起降压器作用的主电路之外还要有驱动电路，控制电路和保护电路。其结构框图如图1.1所示。
负载电流平均值为
2.2 主电路元器件参数选择
主电路中需要确定参数的元器件有直流电源、IGBT、二极管、电感、电容、电阻，其参数选择如下说明：
1、直流电源。 V由直流电源提供。
2、电阻R。取导通占空比 ，则 V，已知输出功率300W，则 , 。
3、IGBT。当 =90%时， V， 。取2倍裕量， 。IGBT承受的最大截止电压为输入电压 V，取2倍裕量则 V。由此两数据选择IGBT型号为GT8Q101。
第三章 控制电路的设计
3.1IGBT控制电路的设计
3.1.1控制方式选择
斩波电路有三种控制方式：
1）保持开关周期T不变，调节开关导通时间ton，称为脉冲宽度调制或脉冲调宽型：
2）保持导通时间不变，改变开关周期T，成为频率调制或调频型；
3）导通时间和周期T都可调，是占空比改变，称为混合型。
其中第一种是最常用的方法。PWM控制信号的产生方法有很多。这里我使用的是IGBT的专用触发芯片SG3525。
图1.1 电路结构框图
在图1.1结构框图中，控制电路是用来产生IGBT的控制信号的，控制电路产生的信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换成电压信号加在IGBT的控制端跟公共端之间，使其开通或关断，达到控制主电路的目的。
第二章 降压斩波主电路设计
2.1 BUCK降压斩波主电路及其原理
降压斩波电路的原理图以及工作波形如图2.1所示。该电路使用一个全控型器件V，图中为IGBT。为在V关断时给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。
过压保护电路图如图5.1所示。
图5.1 过压保护电路图
5.2.2过电流保护电路
当电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会发生过电流。当器件击穿或短路、触发电路或控制电路发生故障、出现过载、直流侧短路、可逆传动系统产生环流或逆变失败，以及交流电源电压过高或过低、缺相等，均可引起过流。由于电力电子器件的电流过载能力相对较差，必须对变换器进行适当的过流保护。
3.1.2芯片介绍
SG3525封装图如下图3.1：
图3.1 SG3525封装图
SG3525各引脚具体功能：
（1）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。
（2）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之间接入信号不同的反馈网络。
本次设计要求具有过流保护功能，在电流达到6A时动作。因为前面说过，SG3525的引脚10端在输入一个高电平时具有自锁功能，所以仍然可以利用这个方法进行过流保护。主要思想是将过电流转化为过电压。具体的做法是在干路上串联一个很小的功率电阻，再在这个小电阻上并联一个大电阻，从而进行过电流与过电压的转化。将转化的电压连入比较器于一个基准电压(取0.6V)相比较，就是在基准5.1V经过电阻分压得到0.6V,再将输出经降压后得到5V后连入SG3525的10端。在正常状态下连入的电压小于基准电压，此时，输出一个负的最大值，芯片不会锁死，正常工作。而当过电流时，转化的电压高于基准电压，此时输出一个高电平，芯片的10端锁死，IGBT脉冲断开，电路断开，从而对电路实现过流保护。
4、二极管VD。VD承受最大反相电压为100V，即为其最大工作电压。 V。最大工作电流为 。由于需要瞬间导通，二极管的开关速度大，则选择续8A / 200V型号SF84的快速恢复二极管。
5、电感L。选择大电感，使得电路能够续流。此时的临界电感为： 。设输出为60V，则 。取 。
6、电容 C。 由输出电压脉率要求小于10%，选择电容（输出电压为60V） 。所以选择电容 。
（10） 引脚10：外部关断信号输入端。
（11） 引脚11：输出端A。
（12） 引脚12：信号地。
（13） 引脚13：输出级偏置电压接入端。
（14） 引脚14：输出端B。
（15） 引脚15：偏置电源接入端。
（16） 引脚16：基准电源输出端。
SG3525芯片特点如下：
（1） 工作电压范围：8-35v。
（2） 5.1V微调基准电源
（3） 振荡器频率工作范围：100Hz-500kHz。
（4） 具有振荡器外部同步功能
（5）死区时间可调。
（6） 内置软启动电路。
（7） 具有输入欠电压锁定功能。
（8） 具有PWM锁存功能，禁止多脉冲。
（9）逐个脉冲关断。
（10）双路输出（灌电流/拉电流）：Ma(峰值)
其11和14脚输出两个等幅、等频、相位互补、占空比可调的PWM信号。脚6、脚7 内有一个双门限比较器，内设电容充放电电路，加上外接的电阻电容电路共同构成SG3525的振荡器。振荡器还设有外同步输入端(脚3)。脚1 及脚2 分别为芯片内部误差放大器的反相输入端、同相输入端。该放大器是一个两级差分放大器。根据系统的动态、静态特性要求，在误差放大器的输出脚9和脚1之间一般要添加适当的反馈补偿网络，另外当10脚的电压为高电平时，11和14脚的电压变为10输出。
图4.1 IGBT驱动电路
第五章 保护电路设计
5.1 保护电路设计基本原则
在电力电子电路中，除了电力电子器件参数选择合适、驱动电路设计良好外，还要设计合适的过电压、过电流、 保护和 保护电路。
5.2 保护电路设计
5.2.1过电压保护电路
过压保护要根据电路中过压产生的不同部位，加入不同的保护电路，当达到—定电压值时，自动开通保护电路，使过压通过保护电路形成通路，消耗过压储存的电磁能量，从而使过压的能量不会加到主开关器件上，保护了电力电子器件。
本次设计的电路要求输出电压为10V—90V，所以当输出电压设定时，一旦出现过电压，为了保护电路和器件，应立刻将电路断开，及关断IGBT的脉冲，使电路停止工作。因为芯片SG3525的引脚10端为外部关断信号输入端，所以可以利用SG3525的这个特点进行过压保护。当引脚10端输入的电压等于或超过8V时，芯片将立刻锁死，输出脉冲将立即断开。所以可以从输出电压中进行电压取样，并将取样电压通过比较器输入10端，从而实现电压保护。
3.1.3控制电路原理
由于SG3525的振荡频率可表示为 ：
式中: , 分别是与脚5、脚6相连的振荡器的电容和电阻； 是与脚7相连的放电端电阻值。根据任务要求需要频率为5kHz，所以由上式可取 =1μF, =70Ω, =50Ω。可得f=5kHz，满足要求。
SG3525有保护的功能，可以通过改变10脚电压的高低来控制脉冲波的输出。因此可以将驱动电路输出的过流保护电流信号经一电阻作用，转换成电压信号来进行过流保护。当驱动电路检测到过流时发出电流信号，由于电阻的作用将10脚的电位抬高，从而13脚输出低电平，而当其没有过流时，10脚一直处于低电平，从而正常的输出PWM波。
如图2.1中V的栅极电压uGE波形所示，在t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数上升。
当t=t1时刻，控制V关断，负载电流经二极管VD续流，负载电压uo近似为零负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常是串联的电感L值较大。
如图6所示：取样电压的方法是在U。端串联两个电阻再通过在电阻中分得的电压连入比较器的正端，与连入负端的基准电压（5V）进行比较。正常状态下，取样电压小于基准电压，此时比较器输出的是负的最大值，芯片正常工作，当出现过电压是，取样电压高于基准电压，此时输出高电平15V，在通过电阻分压得到5V的高电平送入芯片的10端，使其锁死，IGBT脉冲断开，电路断开，从而对电路实现过压保护。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
第四章 驱动电路设计
4.1IGBT驱动电路选择
PWM控制信号由于强度不够，不能够直接去驱动IGBT，因此需要信号放大的电路。另外直流斩波电路会产生很大的电磁干扰，会影响控制电路的正常工作，甚至导致电力电子器件的损坏。因而设计中还需要有带电器隔离的部分。所以我采用光电耦合式驱动电路。
4.2驱动电路原理
过流保护电路如图5.2。
图5.2 过流保护电路
5.2.3IGBT的保护
IGBT如果不采取保护，它很容易损坏。一般认为IGBT要原因有两种：一是IGBT退出饱和区而进入了放大区，使得开关损耗增大；二是IGBT发生短路，产生很大的瞬态电流，从而使IGBT损坏。下面是对IGBT进行设计的保护电路。RC串联电路可以对IGBT进行过电压保护，而反向二极管可以对IGBT进行过电流保护。在无缓冲电路的情况下，IGBT开通时电流迅速上升，di/dt很大；关断时du/dt很大，并出现很大的过电压。在有缓冲电路的情况下；V开通时C5通过R34向V放电，使 先上一个台阶，以后因有 ， 上升速度减慢；V关断时负载电流通过VD向C5分流，减轻了V的负担，抑制了du/dt和过电压。VD和R34的作用是在V关断时，给 提供释放储能的回路。如图5.3所示。
图5.3 IGBT保护电路图
第六章 系统仿真及结论
6.1 仿真软件的介绍
此次仿真使用的是MATLAB软件。
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
至一个周期T结束，在驱动V导通，重复上一周期的过程。当工作处于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等，如图1.2所示。负载电压平均值为
（式1.1）
式中，ton为V处于通态的时间；toff为V处于断态的时间；T为开关周期； 为导通占空比。
由式1.1可知，输出到负载的电压平均值Uo，减小占空比 ，Uo随之减小。因此将该电路称为降压斩波电路。也称buck变换器。
如图4.1所示，IGBT降压斩波电路的驱动电路提供电气隔离环节。光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成，封装在一个外壳内。本电路中采用的隔离方法是，先加一级光耦隔离，再加一级推挽电路进行放大。采用推挽电路进行放大的原因是因为驱动IGBT的电压叫高，约为12V左右，而SG3525芯片提供的电压只有5V左右，直接连入无法驱动IGBT。并且推挽式电路简单实用，故用推挽式进行电压放大。IGBT是电压控制型器件，在它的栅极-发射极间施加十几V的直流电压，只有μA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。但IGBT的栅极-发射极间存在着较大的寄生电容（几千至上万pF），在驱动脉冲电压的上升及下降沿需要提供数安电流，才能满足开通和关断的动态要求，这使得它的驱动电路也必须输出一定的峰值电流。
（3） 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
外电路同步。
（4） 引脚4：振荡器输出端。
（5）引脚5：振荡器定时电容接入端。
（6） 引脚6：振荡器定时电阻接入端。
（7）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，形成放
回路。
（8） 引脚8：软启动电容接入端。
（9） 引脚9：PWM信号输入端。
第一章 电路总体设计方案
1.1 设计课题任务
设计一个直流降压斩波电路。
1.2 功能要求说明
将100V直流电压降压输出并且平均电压可调，范围ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10-90V。
1.3 设计总体方案和设计原理
1.3.1降压斩波电路设计结构框图
完整的降压斩波电路除起降压器作用的主电路之外还要有驱动电路，控制电路和保护电路。其结构框图如图1.1所示。
负载电流平均值为
2.2 主电路元器件参数选择
主电路中需要确定参数的元器件有直流电源、IGBT、二极管、电感、电容、电阻，其参数选择如下说明：
1、直流电源。 V由直流电源提供。
2、电阻R。取导通占空比 ，则 V，已知输出功率300W，则 , 。
3、IGBT。当 =90%时， V， 。取2倍裕量， 。IGBT承受的最大截止电压为输入电压 V，取2倍裕量则 V。由此两数据选择IGBT型号为GT8Q101。
第三章 控制电路的设计
3.1IGBT控制电路的设计
3.1.1控制方式选择
斩波电路有三种控制方式：
1）保持开关周期T不变，调节开关导通时间ton，称为脉冲宽度调制或脉冲调宽型：
2）保持导通时间不变，改变开关周期T，成为频率调制或调频型；
3）导通时间和周期T都可调，是占空比改变，称为混合型。
其中第一种是最常用的方法。PWM控制信号的产生方法有很多。这里我使用的是IGBT的专用触发芯片SG3525。
图1.1 电路结构框图
在图1.1结构框图中，控制电路是用来产生IGBT的控制信号的，控制电路产生的信号传到驱动电路，驱动电路把控制信号转换成电压信号加在IGBT的控制端跟公共端之间，使其开通或关断，达到控制主电路的目的。
第二章 降压斩波主电路设计
2.1 BUCK降压斩波主电路及其原理
降压斩波电路的原理图以及工作波形如图2.1所示。该电路使用一个全控型器件V，图中为IGBT。为在V关断时给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。
过压保护电路图如图5.1所示。
图5.1 过压保护电路图
5.2.2过电流保护电路
当电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会发生过电流。当器件击穿或短路、触发电路或控制电路发生故障、出现过载、直流侧短路、可逆传动系统产生环流或逆变失败，以及交流电源电压过高或过低、缺相等，均可引起过流。由于电力电子器件的电流过载能力相对较差，必须对变换器进行适当的过流保护。
3.1.2芯片介绍
SG3525封装图如下图3.1：
图3.1 SG3525封装图
SG3525各引脚具体功能：
（1）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。
（2）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之间接入信号不同的反馈网络。
本次设计要求具有过流保护功能，在电流达到6A时动作。因为前面说过，SG3525的引脚10端在输入一个高电平时具有自锁功能，所以仍然可以利用这个方法进行过流保护。主要思想是将过电流转化为过电压。具体的做法是在干路上串联一个很小的功率电阻，再在这个小电阻上并联一个大电阻，从而进行过电流与过电压的转化。将转化的电压连入比较器于一个基准电压(取0.6V)相比较，就是在基准5.1V经过电阻分压得到0.6V,再将输出经降压后得到5V后连入SG3525的10端。在正常状态下连入的电压小于基准电压，此时，输出一个负的最大值，芯片不会锁死，正常工作。而当过电流时，转化的电压高于基准电压，此时输出一个高电平，芯片的10端锁死，IGBT脉冲断开，电路断开，从而对电路实现过流保护。
4、二极管VD。VD承受最大反相电压为100V，即为其最大工作电压。 V。最大工作电流为 。由于需要瞬间导通，二极管的开关速度大，则选择续8A / 200V型号SF84的快速恢复二极管。
5、电感L。选择大电感，使得电路能够续流。此时的临界电感为： 。设输出为60V，则 。取 。
6、电容 C。 由输出电压脉率要求小于10%，选择电容（输出电压为60V） 。所以选择电容 。
（10） 引脚10：外部关断信号输入端。
（11） 引脚11：输出端A。
（12） 引脚12：信号地。
（13） 引脚13：输出级偏置电压接入端。
（14） 引脚14：输出端B。
（15） 引脚15：偏置电源接入端。
（16） 引脚16：基准电源输出端。
SG3525芯片特点如下：
（1） 工作电压范围：8-35v。
（2） 5.1V微调基准电源
（3） 振荡器频率工作范围：100Hz-500kHz。
（4） 具有振荡器外部同步功能
（5）死区时间可调。
（6） 内置软启动电路。
（7） 具有输入欠电压锁定功能。
（8） 具有PWM锁存功能，禁止多脉冲。
（9）逐个脉冲关断。
（10）双路输出（灌电流/拉电流）：Ma(峰值)
其11和14脚输出两个等幅、等频、相位互补、占空比可调的PWM信号。脚6、脚7 内有一个双门限比较器，内设电容充放电电路，加上外接的电阻电容电路共同构成SG3525的振荡器。振荡器还设有外同步输入端(脚3)。脚1 及脚2 分别为芯片内部误差放大器的反相输入端、同相输入端。该放大器是一个两级差分放大器。根据系统的动态、静态特性要求，在误差放大器的输出脚9和脚1之间一般要添加适当的反馈补偿网络，另外当10脚的电压为高电平时，11和14脚的电压变为10输出。
图4.1 IGBT驱动电路
第五章 保护电路设计
5.1 保护电路设计基本原则
在电力电子电路中，除了电力电子器件参数选择合适、驱动电路设计良好外，还要设计合适的过电压、过电流、 保护和 保护电路。
5.2 保护电路设计
5.2.1过电压保护电路
过压保护要根据电路中过压产生的不同部位，加入不同的保护电路，当达到—定电压值时，自动开通保护电路，使过压通过保护电路形成通路，消耗过压储存的电磁能量，从而使过压的能量不会加到主开关器件上，保护了电力电子器件。
本次设计的电路要求输出电压为10V—90V，所以当输出电压设定时，一旦出现过电压，为了保护电路和器件，应立刻将电路断开，及关断IGBT的脉冲，使电路停止工作。因为芯片SG3525的引脚10端为外部关断信号输入端，所以可以利用SG3525的这个特点进行过压保护。当引脚10端输入的电压等于或超过8V时，芯片将立刻锁死，输出脉冲将立即断开。所以可以从输出电压中进行电压取样，并将取样电压通过比较器输入10端，从而实现电压保护。
3.1.3控制电路原理
由于SG3525的振荡频率可表示为 ：
式中: , 分别是与脚5、脚6相连的振荡器的电容和电阻； 是与脚7相连的放电端电阻值。根据任务要求需要频率为5kHz，所以由上式可取 =1μF, =70Ω, =50Ω。可得f=5kHz，满足要求。
SG3525有保护的功能，可以通过改变10脚电压的高低来控制脉冲波的输出。因此可以将驱动电路输出的过流保护电流信号经一电阻作用，转换成电压信号来进行过流保护。当驱动电路检测到过流时发出电流信号，由于电阻的作用将10脚的电位抬高，从而13脚输出低电平，而当其没有过流时，10脚一直处于低电平，从而正常的输出PWM波。