幾種常見(jiàn)的過(guò)壓保護(hù)電路

在很多的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(cuò)誤，這個(gè)我們之前的文章，也介紹了一部分防止極性發(fā)生錯(cuò)誤的電路。另外一方面是輸入的電壓過(guò)高。下面我們主要討論如何簡(jiǎn)單、可靠的解決這個(gè)問(wèn)題。

1、對(duì)于浪涌電壓的保護(hù)

比如在電子器件電源前端的電源不穩(wěn)定，如汽車(chē)電瓶在汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電壓。對(duì)于此類(lèi)過(guò)壓電源的保護(hù)，一般采用TVS管去保護(hù)。一般應(yīng)保證TVS管應(yīng)工作在后端電源芯片器件的正常電壓VCC以上，最大工作電壓Vmax以下。

TVS管應(yīng)用電路

工作原理：直流電壓輸入的時(shí)候，有時(shí)由于供電環(huán)境的變化會(huì)帶來(lái)一些瞬時(shí)脈沖。而要消除瞬時(shí)脈沖對(duì)器件損害的最好辦法，就是將瞬時(shí)電流從敏感器件引到地，一般具體做法是將TVS在線(xiàn)路板上與被保護(hù)線(xiàn)路并聯(lián)。這樣，當(dāng)瞬時(shí)電壓超過(guò)電路正常工作電壓后，TVS將發(fā)生雪崩擊穿，從而提供給瞬時(shí)電流一個(gè)超低阻抗的通路，其結(jié)果是瞬時(shí)電流通過(guò)TVS被短路到GND，從而避開(kāi)被保護(hù)器件，并且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護(hù)回路一直保持截止電壓。而當(dāng)瞬時(shí)脈沖結(jié)束以后，TVS二極管再自動(dòng)恢復(fù)至高阻狀態(tài)，整個(gè)回路又回到正常電壓狀態(tài)。

TVS管伏安特性曲線(xiàn)

選擇時(shí)，應(yīng)注意VR>V0,且VC

2、對(duì)于脈沖電壓的保護(hù)

相對(duì)于浪涌電壓，脈沖電壓的能量不大，電壓不高較長(zhǎng)，對(duì)于器件對(duì)電壓的反應(yīng)能力要求反而不高。

此時(shí)我們需要用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓。

穩(wěn)壓電路的用法

正確選取限流電阻R的阻值，是使穩(wěn)壓電路正常工作的前提。

1、在負(fù)載電路空載時(shí)，使流過(guò)穩(wěn)壓二極管Dz的電流不超過(guò)其最大耐受值而損壞;

2、在最大負(fù)載時(shí)，仍要保障流過(guò)Dz的電流超過(guò)最小擊穿電流值，仍其仍處于擊穿工作區(qū)。

從穩(wěn)壓二極管的安全出發(fā)，只要限制其流通電流不超過(guò)穩(wěn)壓二極管最大反向耐受電流，電路元件就不會(huì)有損壞的危險(xiǎn)。穩(wěn)壓二極管的正常工作區(qū)，是指在一定的流通電流條件下，工作于其反向擊穿狀態(tài)下。此時(shí)在較大的電流變化區(qū)域內(nèi)，其端電壓變化值是較微小的，甚至可以忽略不計(jì)。

工作原理如下：

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

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

穩(wěn)壓二極管工作特性曲線(xiàn)

3、對(duì)防止誤操作的放過(guò)壓保護(hù)

在電子設(shè)備的充電器中，特別是有一些12V充電器會(huì)被誤認(rèn)為5V的充電器，在對(duì)5V設(shè)備充電時(shí)會(huì)燒壞設(shè)備，此時(shí)我們便需要防止誤操作產(chǎn)生的過(guò)壓損壞。

5.8V過(guò)壓保護(hù)電路

左邊是個(gè)PNP三極管的開(kāi)關(guān)電路，當(dāng)A點(diǎn)的電壓超過(guò)5.8V，三極管導(dǎo)通。于是C處有電壓，使MOS管關(guān)閉。當(dāng)A點(diǎn)的電壓低于5.8V，三極管斷開(kāi)。C處無(wú)電壓。MOS管常開(kāi)。

注意，AB兩點(diǎn)間的電阻選擇，不可以太大，太大會(huì)讓三極管無(wú)法工作。太小容易使穩(wěn)壓管燒壞。

審核編輯：湯梓紅

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