今天給大家分享的是：9 種電子電路保護電路

所有電子設備都需要保護電路。

保護電路顧名思義就是用于保護電源免于被迫提供大的電流而導致過(guò)載或短路?；蛘弑Ｗo所連接的電路免受電源反向連接或超過(guò)電路設計電壓的電壓影響。

一、過(guò)壓保護電路

1、撬棒電路

如下所示。正常使用時(shí)，12V電源通過(guò)反向保護二極管和保險絲連接至輸出。穩壓二極管會(huì )稍微高一點(diǎn)，下圖選擇的是15V。

當輸入電壓達到15V時(shí)，齊納二極管導通，在R2上建立電壓。當達到SCR 的觸發(fā)電壓（小于1V）時(shí)，SCR會(huì )觸發(fā)，在輸入端產(chǎn)生短路，從而導致保險絲熔斷。

C1 確保開(kāi)關(guān)瞬變引起的尖峰不會(huì )觸發(fā)SCR。SCR和齊納二極管必須能夠處理突然的浪涌電壓，直到保險絲熔斷。

撬棒電路

2、可編程過(guò)壓保護電路

下圖為可編程過(guò)壓電路，和上面的電路基本上一樣，只是齊納二極管被替換為可編程齊納二極管（U1），稱(chēng)為 TL431 精密可編程基準電壓源。通過(guò)使用 R6 改變其輸入電壓，你可以設置觸發(fā)電壓，從而提供更大的靈活性。

可編程過(guò)壓保護電路

3、電壓調節和保險絲過(guò)壓保護電路

下面為添加到電壓調節器和保險絲熔斷指示器的相同電路。

電壓調節和保險絲過(guò)壓保護電路

4、添加MOV（金屬氧化物壓敏電路）

還有一種形式的過(guò)壓時(shí)電源線(xiàn)上的瞬態(tài)尖峰，很有是交流電流電源端的問(wèn)題，常用的解決方案是在電源上放置MOV。

MOV就像一個(gè)大阻值電阻，對電壓的增加反應特別快。在瞬態(tài)下降期間，其電阻足夠低以避開(kāi)尖峰。

具體電路圖如下。

MOV過(guò)壓保護

二、過(guò)流保護電路

1、穩壓器保護電路

如下圖，Q8 是由 Q10 和 D8 調節的主傳輸晶體管。過(guò)流部分是R19和Q9。如果Q9的基極和發(fā)射極之間的電壓達到0.6V，Q9開(kāi)始導通。然后，這會(huì )“奪走”Q8 基極的電流，導致其開(kāi)始關(guān)閉。

訣竅是將 R19 設計為在截止電流時(shí)下降 0.6V。因此，如果我們想在 2A 時(shí)截止，R=V/I = 0.6/2 = 0.3 或 0.33Ω。

這里必須要注意：在預計運行溫度較高的組件上留出一段引線(xiàn)長(cháng)度，并增加PCB焊盤(pán)的面積，此外，焊接可以大大提高散熱能力。

穩壓器保護電路

2、運算放大器過(guò)流保護電路

下面為運算放大器過(guò)流保護電路，通過(guò)使用運算放大器來(lái)感測過(guò)流，根據結果驅動(dòng)MOS來(lái)連接負載與電源。

MOS管 IRF540N用于在正常和過(guò)載情況下控制負載的ON或OFF 。但在關(guān)閉負載之前，通過(guò)分流電阻R1來(lái)檢測負載電流。電阻為2W額定值的1Ω分流電阻。

在 MOSFET 導通狀態(tài)期間，負載電流流經(jīng) MOS管 的漏極到源極，最后通過(guò)分流電阻流到 GND。根據負載電流，分流電會(huì )產(chǎn)生電壓降，可以使用歐姆定律計算該電壓降。

因此，我們假設，對于 1A 的電流（負載電流），分流電阻兩端的壓降為 1V，因為 VIN = I x R (VIN = 1A x 1 Ohm)。如果使用運算放大器將該壓降與預定義電壓進(jìn)行比較，我們就可以檢測過(guò)流并改變 MOSFET 的狀態(tài)以切斷負載。

在該電路中，運算放大器 LM358 被配置為比較器。根據原理圖，比較器比較兩個(gè)值。第一個(gè)是分流電阻兩端的壓降，另一個(gè)是使用可變電阻或電位器 RV1 的預定義電壓（參考電壓）。RV1 充當分壓器。分流電兩端的壓降由比較器的反相端子感測，并將其與連接在運算放大器的非反相端子中的參考電壓進(jìn)行比較。

因此，如果感測電壓小于參考電壓，比較器將在輸出端產(chǎn)生接近比較器 VCC 的正電壓。但是，如果檢測到的電壓大于參考電壓，比較器將在輸出端產(chǎn)生負電源電壓（負電源跨接地連接，該電路為 0V）。該電壓足以打開(kāi)或關(guān)閉 MOSFET。

3、其他過(guò)流保護電路

例如用于較大交流電流的保險絲和斷路器。

保險絲是一種特殊的細線(xiàn)，會(huì )快速加熱并熔化，保險絲上添加各種裝置，如如拉力彈簧，以使其熔斷速度更慢，并在保險絲周?chē)砑臃勰?，以防止玻璃在熔斷時(shí)破碎。

斷路器 ，一種是雙金屬片，電流流經(jīng)該雙金屬片，并在加熱時(shí)彎曲。然后將其機械連接到跳閘機構并在一定電流下跳閘。另一種是小型電感元件，可以使斷路器在過(guò)載時(shí)緩慢跳閘，或者在短路時(shí)快速跳閘。

三、反極性保護

反極性保護時(shí)最容易實(shí)現的，輸入電源路徑中添加一個(gè)簡(jiǎn)單的二極管。

如下圖。1N4006 的額定電流為 1A，PIV（峰值反向電壓）為 800V，對大部分電路來(lái)說(shuō)夠了，二極管會(huì )產(chǎn)生0.6-0.7的恒定電壓降。

如果電路需要在非常低的電壓下工作，這個(gè)時(shí)候就需要并聯(lián)一個(gè)二極管，當輸入電壓反向時(shí)，二極管導通，導致保險絲熔斷。

注意二極管必須在保險絲熔斷期間處理電源的全部電流容量。

反極性保護

四、反電動(dòng)勢反極性保護

當載流電感關(guān)閉時(shí)，電感中存儲的磁場(chǎng)會(huì )奔潰，因此，需要保護設備免受反電動(dòng)勢的影響，這里使用的是跨接電感的反向二極管。

如下圖，二極管具有較高的PIV 額定值和1N4006。

反電動(dòng)勢反極性保護