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過壓保護電路圖及原理

圖文更新时间:2024-07-22 16:12:42

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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