BUCK变换器的研究与设计解决方案

BUCK变换器的研究与设计
1总体分析与解决方案
1.1问题的提出与简述
电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。

开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。

伴随着人们对开关电源的进一步升级，低电压，大电流和高效率的开关电源成为研究趋势。

电子设备的小型化和低成本化使电源向轻，薄，小和高效率方向发展。

开关电源因其体积小，重量轻和效率高的优点而在各种电子信息设备中得到广泛的应用。

直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器（DC/DC Converter）。

直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，不包括直流—交流—直流的情况，直流斩波电路的种类较多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。

利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路，桥式可逆斩波电路等，利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。

其中IGBT降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。

IGBT是MOSFET与GTR的复合器件。

它既有MOSFET易驱动的特点，输入阻抗高，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。

其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点，因此发展很快。

直流降压斩波电路主要分为三个部分，分别为主电路模块，控制电路模块，驱动电路模块，除了上述主要模块之外，还必须考虑电路中电力电子器件的保护，以及控制电路与主电路的电气隔离。

IGBT降压斩波电路由于易驱动，电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景，也由于开关电源向低电压，大电流和高效率发展的趋势，促进了IGBT降压斩波电路的发展。

但以 IGBT 为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题:（1）系统损耗的问；2）栅极电阻；（3）驱动电路实现过流过压保护的问题。

此斩波电路中IGBT的驱动信号由集成脉宽调制控制器SG3525产生，由于它简单可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试。

1.2设计目的及解决方案
任务的要求是需要设计一个输出为20~30V的直流稳压电源，此部分内容由以前所学模拟电路知识可以解决。

然后对降压斩波主电路进行设计，所涉及电力电子原理知识的直流斩波部分，可以参见所学课本第三章，所选着的全控型器件为IGBT。

任务还需要通过PWM方式来控制IGBT的通断，查阅相关资料，需要使用脉宽调制器SG3525来产生PWM控制信号。

电路需要使输出电压恒定为15V，采用电压闭环，将输出电压反馈给控制端，由输出电压与载波信号比较产生PWM 信号，达到负反馈稳定控制的目的。

得到电路的原理框图如下：
图1 总电路原理框图
2直流稳压电源设计
2.1 电源设计原理
小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，其原理框图如下所示：
图2 直流稳压电源原理框图
图3 直流稳压波形图
电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压U1变换为整流电路所需要
的交流电压U2。

电源变压器的效率为： ，其中：2P 是变压器副边的功率，
1P 是变压器原边的功率。

一般小型变压器的效率如表1 所示：
表1 小型变压器效率
因此，当算出了副边功率2P 后，就可以根据上表算出原边功率1P 。

12P P =η
在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压U2变换成脉动的直流电压U3。

滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压UI 。

UI 与交流电压U2的有效值的关系为：2)2.1~1.1(U U I =；在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：22U U RM =；流过每只二极管的平均电为： ， 其中：R 为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C 提供放电通路，放电时间常数RC
应满足： , 其中：T = 20ms 是50Hz 交流电压的周期。

由于输入电压U1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压UI 会随着变化。

因此，为了维持输出电压UI 稳定不变，还需加一级稳压电路。

本次设计按照任务要求，选定稳压器为可调式。

可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器，有输出正电压的CW317，系列（LM317）三端稳压器；有输出负电压的CW337 系列（LM337）三端稳压器。

在可调式三端集成稳压器中，稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。

稳压器输出电压的可调范围为Uo=1.2-37V ，最大输出电流Iomax =1.5A ，输入电压与输出电压差的允许范围为：UI -Uo = 3-40V 。

2.2 稳压源的设计方法
稳压电源的设计，是根据稳压电源的输出电压Uo 、输出电流Io 、输出纹波电压ΔUop-p 等性能指标要求，正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数，从而合理的选择这些器件。

根据稳压电源的输出电压Uo 、最大输出电流Iomax ，确定稳压器的型号及电路形式，步骤如下：
1） 根据稳压器的输入电压UI ，确定电源变压器副边电压u2的有效值U2；根据稳
压电源的最大输出电流Iomax ，确定流过电源变压器副边的电流I2和电源变压器副边的功率P2；根据P2，从表1 查出变压器的效率η，从而确定电源变压器原边的功率P1。

然后根据所确定的参数，选择电源变压器。

2） 确定整流二极管的正向平均电流ID 、整流二极管的最大反向电压RM U 和滤波
电容的电容值和耐压值。

根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容。

依据上述设计步骤，对本次课设的直流电源进行设计，输出电压为20—30V 。

集成稳压器选用CW317，其输出电压范围为：Uo =1.2-37V ，最大输出电流Ioma x 为1.5A 。

由于CW317 的输入电压与输出电压差的最小值V U U o I 3)(min =-，输入
R U I I R D 245.02==2
)5~3(T RC >
电压与输出电压差的最大值V U U o I 40)(max =-。

故CW317的输入电压范围为：
max min min max 0)()(o I o I o I U U U U U U U -+≤≤-+
即：V V U V V I 4020330+≤≤+
V U V I 6033≤≤
变压器副边电流：A I A I I o 2.1,12max 2==>取，
因此，变压器副边输出功率：w U I P 36222=≥
由于变压器的效率η = 0.8，所以变压器原边输入功率 ，为了留有余地，选用功率为50W 的变压器。

接着选用整流二极管和滤波电容，由于：V U U
RM 4.4230222=⨯=>， A I 1max 0=。

IN4001 的反向击穿电压V U RM 50>，额定工作电流max 01I A I D ==，故整流二极管选用IN4001。

由于电路对纹波由要求，输出纹波电压：≤100mv ，
选定稳压系数3103-⨯≤V S ，根据V U V U I 33,300==以及公式 ， 可以求得： 所以，滤波电容： 电容的耐压要大于22U =42.4V ，故滤波电容C 取容量为470uF ，耐压为50V 的电解电容。

2.3 稳压电源的安装与调试
通过上述稳压电源的设计，得到了所需直流稳压电源电路图如下所示：
V U V U U in 30,301
.1331.12Im 2===≥取w P P 4521=≥η
I
I V U U U U S ∆∆=/00V S U U U U V
I p op I 7.361033033
1.030=⨯⨯⨯=∆=∆--uF F U T I U t I C I o I C 4.2720002724.07
.362150112.max ==⨯⨯=∆=∆=
图4 直流稳压电源电路图
在图中取C1=0.01uF ，C2=10uF ，C0=1uF ，二极管用IN4001，在电路图中，R1和Rw 组成输出电压调节电路，输出电路)/1(25.110R R U w +≈，1R 取120—240Ω，流过1R 的电流为5—10mA 。

取1R 为240Ω，则由)/1(25.110R R U w +≈可以求得，m in w R =Ωk 6.3，Ω=k R w 5.5max ，故取w R 为10k Ω的精密线绕电位器即可实现电压输出为20-30V 的直流电。

通过示波器测试输出电压波形，发现输出纹波电压<100mv ，满足设计要求。

3降压斩波主电路设计
3.1 BUCK 电路工作原理
图5 BUCK 电路图
降压斩波电路（Buck Chopper ）的原理图如上所示。

该电路使用一个全控器件V ，图中为IGBT ，也可使用其他器件，若采用晶闸管，需要设置使晶闸管关断的辅助电路。

在图5中，为在V 关断时给负载中的电感电流提供通道，设置了续流二极管VD 。

斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中Em 所示。

若负载中无反电动势时，只需令Em=0。

电路的工作波形如下所示：
图6 电流连续时波形图
由图6中的V 的栅射电压GE U 波形可知，在t=0时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压0U =E ，负载电流0i 按指数曲线上升。

当t=1t 时刻，控制V 关断，负载电流经二极管VD 续流，负载电压0U 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，通常串接L 值很大的电感。

至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。

当电路工作与稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等。

负载电压的平均值为 ；式中，on t 为V 处于通态的时间；off t 为V 处于断态的时间；T 为开关周期；α为导通占空比。

由此式知，输出到负载的电压平均值0U 最大为E ，若减小占空比α，则0U 随之减小。

因此将该电路称为降压斩波电路。

负载电流的平均值为 ，若负载中的L 值较小，则在V 关断后，到了2t 时刻，如图7所示，负载电流已衰减至零，会出现负载电流断续的情况。

由波形可见，负载电压0U 平均值会被抬高，一般不希望出现电流断续的情况。

根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可有三种控制方式：
1） 保持开关周期T 不变，调节开关导通时间on t ，称为脉冲宽度调制（PWM 方式）。

2） 保持开关导通时间on t 不变，改变开关周期T ，称为频率调制。

3） on t 和T 都可调，使占空比改变，称为混合型。

本次设计电路采用PWM 方式控制IGBT 的通断。

E E T
t E t t t U on off on on α==+=0R
E U I M -=00
图7 电流断续时波形
以上的电压电流关系还可以从能量传递关系简单地推得。

由于L 为无穷大，故负载电流维持为0I 不变。

电源只在V 处于通态时提供能量，为on t EI 0。

从负载看，在整个周期T 中负载一直在消耗能量，消耗的能量为)(2T I E T RI o M o +。

一个周期中，忽略电路中的损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等，即：
T I E T RI t EI o M o on +=20
则：
与上述结论一致。

在上述情况中，均假设L 值为无穷大，且负载电流平直。

在这种情况下，假设电源电流平均值为1I ，则有：
其值小于等于负载电流o I ，由上式得
即输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。

3.2 主电路参数讨论
主电路中需要确定参数的元器件有IGBT 、二极管、直流电源、电感、电阻值的确定，其参数确定过程如下。

1）对于电源，因为题目要求输入电压为20-30V ，且连续可调。

其直流稳压电源模块的设计已在前面完成。

所以该直流稳压电源作为系统电源。

2）对于电阻，因为当输出电压为15V 时，输出电流为0.1-1A 。

所以由欧姆定律
可得负载电阻值为 ，可得到电路电阻应该在Ω-15015。

3)对于IGBT 的选择，由图6易知当IGBT 截止时，回路通过二极管续流，此时IGBT 两端承受最大正压为30V ；而当α=1时，IGBT 有最大电流，其值为1A 。

故需选择集电极最大连续电流Ic>1A ，反向击穿电压Bvceo>30V 的IGBT 。

而一般的IGBT 基本上都可以满足这个要求。

4)对于二极管的选择，当α=1时，其承受最大反压30V ；而当α趋近于1时，其承受最大电流趋近于1A ，故需选择额定电压大于30V ，额定电流大于1A 的二极管。

o o on I I T t I α==1R
E E I M
-=α0o
o o I U EI EI ==α1d
M I E U R -=0
5)主电路的设计除了要选择IGBT和二极管，还需要确定电感的参数，但电感参数的计算是非常复杂的，在此对电感不予计算，认定电感值L很大。

4控制电路原理与设计
4.1控制电路稳压15V直流电
运算放大器和SG3525芯片需要15V的工作电压。

如图12所示，先用变压器将220V降压为22V的交流电，再经过桥式整流得到直流电压。

通过滤波电容滤波后，用三端集成稳压器稳压成15V的电压输出。

其中,电容C1=100uF并且耐压50V，三端集成稳压器型号为7815。

选择二极管型号为IN4001。

5控制电路方案比较及选择：
控制电路需要实现的功能是产生控制信号，用于控制斩波电路中主功率器件的通断，通过对占空比的调节达到控制输出电压大小。

IGBT控制电路的功能有：给逆变器的电子开关提供控制信号；以及对保护信号作出反应，关闭控制信号。

脉宽调节器的基本工作原理是用一个电压比较器，在正输入端输入一个三角波，在负输入端输入一直流电平，比较后输出一方波信
号，改变负输入端直流电平的大小，即可改变方波信号的脉宽。

对于控制电路的设计其实可以有很多种方法，可以通过一些数字运算芯片如单片机、CPLD等等来输出PWM波，也可以通过特定的PWM发生芯片来控制。

因为斩波电路有三种控制方式，又因为PWM控制技术应用最为广泛，所以采用PWM 控制方式来控制IGBT的通断。

PWM控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。

这种电路把直流电压“斩”成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需的输出电压。

改变脉冲的占空比就是对脉冲宽度进行调制，只是因为输入电压和所需要的输出电压都是直流电压，因此脉冲既是等幅的，也是等宽的，仅仅是对脉冲的占空比进行控制. 因为题目要求输出电压连续可调，所以我选用一般的PWM发生芯片来进行连续控制。

对于PWM发生芯片，我选用了SG3525芯片，它是一款专用的PWM控制集成电路芯片，它采用恒频调宽控制方案，内部包括精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。

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所示，内部框图如图5所示。

6
图4 SG3525的引脚
图5 内部框图
5.2 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。

（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与外电路同步。

（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，形成放电回路。

（8）引脚8：软启动电容接入端。

（9）引脚9：PWM信号输入端。

（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。

5.3 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。

5.4 控制电路原理分析：
由于SG3525的振荡频率可表示为 ：
)37.0(1d t t R R C f +=
式中:t C , t R 分别是与脚5、脚6相连的振荡器的电容和电阻；d R 是与脚7相连的放电端电阻值。

根据任务要求需要频率为40kHz ，所以由上式可取t C =1μF, t R =10Ω,d R =6.2Ω。

可得f=39.1kHz ，基本上等于实际40 kHz 即满足要求。

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。

由此可以得出控制电路的电路图如图6所示：
图6.控制电路图
其中第十脚过流过压还有欠电压保护输入端。

6 驱动电路原理与设计
6.1 驱动电路方案设计与选择：
该驱动部分是连接控制部分和主电路的桥梁，该部分主要完成以下几个功能：(1)提供适当的正向和反向输出电压，使IGBT可靠的开通和关断；(2)提供足够大的瞬态功率或瞬时电流，使IGBT能迅速建立栅控电场而导通；(3)尽可能小的输入输出延迟时间，以提高工作效率；(4) 足够高的输入输出电气隔离性能，使信号电路与栅极驱动电路绝缘；(5)具有灵敏的过流保护能力。

针对以上几个要求，对驱动电路进行以下设计。

针对驱动电路的隔离方式：
(1)采用磁耦隔离，最常用的是用时变压器隔离，即通过一次侧和二次侧的磁耦联系将电路隔开，从而取到电气隔离的作用。

这种方法的优点是简单，不需要外接电源对器件进行驱动，且传递的效率很高。

但同时缺点也很明显，首先磁耦隔离只能用于交流电路，直流电路无效，其次变压器的体积较大，不利于集成。

(2)采用光电耦合式驱动电路，该电路双侧都有源。

其提供的脉冲宽度不受限制，较易检测IGBT的电压和电流的状态，对外送出过流信号。

另外它使用比较方便，稳定性比较好。

但是它需要较多的工作电源，其对脉冲信号有1μs的
时间滞后，不适应于某些要求比较高的场合。

（11）
由于这次设计的电路是直流电路，且要求不是很高，所以选择光耦隔离。

6.2 驱动电路工作分析：
驱动电路的电路图如图5所示：
图7： 驱动电路原理图
如图7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A 的充放电电流，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。

7 保护电路原理与设计
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，采用合适的过电压、过电流、dt du /保护和dt di / 保护也是必要的。

7.1 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PWM 调制
接IGBT 栅极
接IGBT 源极
件。

本次设计的电路要求输出电压为20-30V，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。

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。

设计的过压保护电路图如图8所示：
取样电压
接入SG3525的10端
图8：过压保护电路原理图
7.2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。

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。

设计的过流保护电路如图9所示：
图9： 过电流保护原理电路图
7.3 欠电压保护电路
欠电压保护是指防止输入电压发生故障，输入电压突然下跌，使得输入电压过低，导致电力电子器件或芯片工作在低电压下，可能产生的损害。

所以欠电压保护就是对输入电源进行检测，当出现低电压时动作。

本次设计的欠电压保护还是利用芯片SG3525的引脚10端的自锁功能。

设计的欠电压保护电路如图10所示。

如图所示，具体的方法是在电源侧并联大电阻，再通过电阻进行电压取样，将取样电压接入比较器的负端，与比较器的正端的基准电压（取5V ）相比较。

正常状态下，取样电压高于基准电压，此时输出一个负的高电压，芯片正常工作。

当出现欠电压时，取样电压降低，低于基准电压，此时输出一个高电平，芯片SG3525的引脚10端锁死，IGBT 的脉冲关断，电路断开，从而实现欠压保护的功过
流
保
护
输
入 接入S G 35
25
的
10
端
能。

图10： 欠电压保护电路原理图
7.4 IGBT 的保护
IGBT 如果不采取保护，它很容易损坏。

一般认为ＩＧＢＴ损坏的主要原因有两种：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ic 先上一个台阶，以后因有Li ，ic 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Li 提供释放储能的回路。

如图11所示：
图11 ：IGBT 保护电路
8.整体电路
接入
SG
352
5
的
10
端
电
源
电
压
检
测。