硬件工程師必備的過壓保護電路

過壓保護，是指被保護線路電壓超過預定的最大值時，使電源斷開或使受控設(shè)備電壓降低的一種保護方式。

其作用是，若開關(guān)電源內(nèi)部穩(wěn)壓環(huán)路出現(xiàn)故障或者由于用戶操作不當引起輸出電壓超過設(shè)計閾值時，為保護后級用電設(shè)備防止損壞，將輸出電壓限定在安全值范圍內(nèi)。

過壓保護電路設(shè)計的兩個方向。

一、使用集成芯片做過壓保護電路設(shè)計

此類芯片一般不僅僅具有過壓保護功能，多數(shù)還集成了欠壓，過流等功能于一體。具體芯片使用使用方法可參看具體數(shù)據(jù)手冊，本文不講集成芯片類作為講解重點。

二、使用分立元器件搭

如下圖 1 所示：

圖 1

電路實現(xiàn)原理如下：

當 Vin 電壓輸入正常范圍時，穩(wěn)壓二極管 D1 沒有被擊穿，，未進入穩(wěn)壓狀態(tài)。流過電阻R1，R1的電流基本為0。三極管Q2的Vbe=0，此時Q2處于截止狀態(tài)。MOS管Q1的Vgs由電阻R3，R4分壓決定，PMOS管導通，即電源正常工作。

當Vin輸入大于正常輸入電壓，此時輸入電壓Vin>Vbr，穩(wěn)壓二極管被擊穿，其上電壓為Vbr。三極管Q2導通，Vce≈0，因此Q1的Vgs≈0，mos管關(guān)閉，電源電路斷開，從而實現(xiàn)過壓保護。

圖 2

注：

a、電路本身具有通用性，可以根據(jù)具體電路選擇穩(wěn)壓二極管D1及R1的值，R1選取要注意，不能讓流過D1的電流低于起穩(wěn)定電流Iz，否則可能導致管子的穩(wěn)定性能變差；

b、R3、R4要根據(jù)選取的mos管的Vgs來具體做調(diào)整，此處電路還有個風險，輸入電壓過大時可能會把mos管柵源擊穿，可以考慮加一些防護，如上圖 2 可做一些參考。

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