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過壓保護電路圖及原理

圖文 更新时间:2024-11-15 21:21:26

過壓保護電路圖及原理(電路設計幹貨過壓保護電路)1

常用直流電源

在很多的電子産品設計中,電源部分是極為重要的,也是很容易損壞的。一方面是輸入的電源極性錯誤,這個我們之前的文章,也介紹了一部分防止極性發生錯誤的電路。另外一方面是輸入的電壓過高。下面我們主要讨論如何簡單、可靠的解決這個問題。

1、對于浪湧電壓的保護

比如在電子器件電源前端的電源不穩定,如汽車電瓶在汽車啟動時,會産生很大的浪湧電壓。對于此類過壓電源的保護,一般采用TVS管去保護。一般應保證TVS管應工作在後端電源芯片器件的正常電壓VCC以上,最大工作電壓Vmax以下。

過壓保護電路圖及原理(電路設計幹貨過壓保護電路)2

TVS管伏安特性曲線

選擇時,應注意VR>V0,且VC<Vmax。以保證TVS管正常工作時,這樣電壓正常,TVS管不工作時不會消耗電流大,同時電壓過高時,TVS管工作時可以正常保護後端器件不會損壞。

2、對于脈沖電壓的保護

相對于浪湧電壓,脈沖電壓的能量不大,電壓不高較長,對于器件對電壓的反應能力要求反而不高。

此時我們需要用穩壓二極管穩壓。

過壓保護電路圖及原理(電路設計幹貨過壓保護電路)3

穩壓電路的用法

正确選取限流電阻R的阻值,是使穩壓電路正常工作的前提

1、在負載電路空載時,使流過穩壓二極管Dz的電流不超過其最大耐受值而損壞;

2、在最大負載時,仍要保障流過Dz的電流超過最小擊穿電流值,仍其仍處于擊穿工作區。

從穩壓二極管的安全出發,隻要限制其流通電流不超過穩壓二極管最大反向耐受電流,電路元件就不會有損壞的危險。穩壓二極管的正常工作區,是指在一定的流通電流條件下,工作于其反向擊穿狀态下。此時在較大的電流變化區域内,其端電壓變化值是較微小的,甚至可以忽略不計。

工作原理如下:

當RL固定不變,隻有輸入電壓變化(例如升高)時,為了維持Uo不變,此時RDz的電阻值往小處變化,對供電電流的分流能力增強,以使Uo回落,保持原值不變;

當輸入電壓不變,負載電阻RL變化時(例如變小),負載電流的增大使Uo有低落的趨勢,此時RDz的電阻值增大,分流減小,使Uo上升至原值。

過壓保護電路圖及原理(電路設計幹貨過壓保護電路)4

穩壓二極管工作特性曲線

3、對防止誤操作的放過壓保護

在電子設備的充電器中,特别是有一些12V充電器會被誤認為5V的充電器,在對5V設備充電時會燒壞設備,此時我們便需要防止誤操作産生的過壓損壞。

過壓保護電路圖及原理(電路設計幹貨過壓保護電路)5

5.8V過壓保護電路

左邊是個PNP三極管的開關電路,當A點的電壓超過5.8V,三極管導通。于是C處有電壓,使MOS管關閉。當A點的電壓低于5.8V,三極管斷開。C處無電壓。MOS管常開。

注意,AB兩點間的電阻選擇,不可以太大,太大會讓三極管無法工作。太小容易使穩壓管燒壞。

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