9 种电子电路保护电路介绍

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9 种电子电路保护电路，所有电子设备都需要保护电路。

保护电路顾名思义就是用于保护电源免于被迫提供大的电流而导致过载或短路。或者保护所连接的电路免受电源反向连接或超过电路设计电压的电压影响。

一、过压保护电路

1、撬棒电路

如下所示。正常使用时，12V电源通过反向保护二极管和保险丝连接至输出。稳压二极管会稍微高一点，下图选择的是15V。

当输入电压达到15V时，齐纳二极管导通，在R2上建立电压。当达到SCR 的触发电压（小于1V）时，SCR会触发，在输入端产生短路，从而导致保险丝熔断。

C1 确保开关瞬变引起的尖峰不会触发SCR。SCR和齐纳二极管必须能够处理突然的浪涌电压，直到保险丝熔断。

撬棒电路

2、可编程过压保护电路

下图为可编程过压电路，和上面的电路基本上一样，只是齐纳二极管被替换为可编程齐纳二极管（U1），称为 TL431 精密可编程基准电压源。通过使用 R6 改变其输入电压，你可以设置触发电压，从而提供更大的灵活性。

可编程过压保护电路

3、电压调节和保险丝过压保护电路

下面为添加到电压调节器和保险丝熔断指示器的相同电路。

电压调节和保险丝过压保护电路

4、添加MOV（金属氧化物压敏电路）

还有一种形式的过压时电源线上的瞬态尖峰，很有是交流电流电源端的问题，常用的解决方案是在电源上放置MOV。

MOV就像一个大阻值电阻，对电压的增加反应特别快。在瞬态下降期间，其电阻足够低以避开尖峰。

具体电路图如下。

MOV过压保护

二、过流保护电路

1、稳压器保护电路

如下图，Q8 是由 Q10 和 D8 调节的主传输晶体管。过流部分是R19和Q9。如果Q9的基极和发射极之间的电压达到0.6V，Q9开始导通。然后，这会“夺走”Q8 基极的电流，导致其开始关闭。

诀窍是将 R19 设计为在截止电流时下降 0.6V。因此，如果我们想在 2A 时截止，R=V/I = 0.6/2 = 0.3 或 0.33Ω。

这里必须要注意：在预计运行温度较高的组件上留出一段引线长度，并增加PCB焊盘的面积，此外，焊接可以大大提高散热能力。

稳压器保护电路

2、运算放大器过流保护电路

下面为运算放大器过流保护电路，通过使用运算放大器来感测过流，根据结果驱动MOS来连接负载与电源。

MOS管 IRF540N用于在正常和过载情况下控制负载的ON或OFF 。但在关闭负载之前，通过分流电阻R1来检测负载电流。电阻为2W额定值的1Ω分流电阻。

在 MOSFET 导通状态期间，负载电流流经 MOS管的漏极到源极，最后通过分流电阻流到 GND。根据负载电流，分流电会产生电压降，可以使用欧姆定律计算该电压降。

因此，我们假设，对于 1A 的电流（负载电流），分流电阻两端的压降为 1V，因为 VIN = I x R (VIN = 1A x 1 Ohm)。如果使用运算放大器将该压降与预定义电压进行比较，我们就可以检测过流并改变 MOSFET 的状态以切断负载。

在该电路中，运算放大器 LM358 被配置为比较器。根据原理图，比较器比较两个值。第一个是分流电阻两端的压降，另一个是使用可变电阻或电位器 RV1 的预定义电压（参考电压）。RV1 充当分压器。分流电两端的压降由比较器的反相端子感测，并将其与连接在运算放大器的非反相端子中的参考电压进行比较。

因此，如果感测电压小于参考电压，比较器将在输出端产生接近比较器 VCC 的正电压。但是，如果检测到的电压大于参考电压，比较器将在输出端产生负电源电压（负电源跨接地连接，该电路为 0V）。该电压足以打开或关闭 MOSFET。

3、其他过流保护电路

例如用于较大交流电流的保险丝和断路器。

保险丝是一种特殊的细线，会快速加热并熔化，保险丝上添加各种装置，如如拉力弹簧，以使其熔断速度更慢，并在保险丝周围添加粉末，以防止玻璃在熔断时破碎。

断路器 ，一种是双金属片，电流流经该双金属片，并在加热时弯曲。然后将其机械连接到跳闸机构并在一定电流下跳闸。另一种是小型电感元件，可以使断路器在过载时缓慢跳闸，或者在短路时快速跳闸。

三、反极性保护

反极性保护时最容易实现的，输入电源路径中添加一个简单的二极管。

如下图。1N4006 的额定电流为 1A，PIV（峰值反向电压）为 800V，对大部分电路来说够了，二极管会产生0.6-0.7的恒定电压降。

如果电路需要在非常低的电压下工作，这个时候就需要并联一个二极管，当输入电压反向时，二极管导通，导致保险丝熔断。

注意二极管必须在保险丝熔断期间处理电源的全部电流容量。