今天給大家分享的是：9 種電子電路保護(hù)電路

所有電子設(shè)備都需要保護(hù)電路。

保護(hù)電路顧名思義就是用于保護(hù)電源免于被迫提供大的電流而導(dǎo)致過載或短路。或者保護(hù)所連接的電路免受電源反向連接或超過電路設(shè)計(jì)電壓的電壓影響。

一、過壓保護(hù)電路

1、撬棒電路

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

當(dāng)輸入電壓達(dá)到15V時(shí)，齊納二極管導(dǎo)通，在R2上建立電壓。當(dāng)達(dá)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(dǎo)致保險(xiǎn)絲熔斷。

C1 確保開關(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(xiǎn)絲熔斷。

撬棒電路

2、可編程過壓保護(hù)電路

下圖為可編程過壓電路，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），稱為 TL431 精密可編程基準(zhǔn)電壓源。通過使用 R6 改變其輸入電壓，你可以設(shè)置觸發(fā)電壓，從而提供更大的靈活性。

可編程過壓保護(hù)電路

3、電壓調(diào)節(jié)和保險(xiǎn)絲過壓保護(hù)電路

下面為添加到電壓調(diào)節(jié)器和保險(xiǎn)絲熔斷指示器的相同電路。

電壓調(diào)節(jié)和保險(xiǎn)絲過壓保護(hù)電路

4、添加MOV（金屬氧化物壓敏電路）

還有一種形式的過壓時(shí)電源線上的瞬態(tài)尖峰，很有是交流電流電源端的問題，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(duì)電壓的增加反應(yīng)特別快。在瞬態(tài)下降期間，其電阻足夠低以避開尖峰。

具體電路圖如下。

MOV過壓保護(hù)

二、過流保護(hù)電路

1、穩(wěn)壓器保護(hù)電路

如下圖，Q8 是由 Q10 和 D8 調(diào)節(jié)的主傳輸晶體管。過流部分是R19和Q9。如果Q9的基極和發(fā)射極之間的電壓達(dá)到0.6V，Q9開始導(dǎo)通。然后，這會(huì)“奪走”Q8 基極的電流，導(dǎo)致其開始關(guān)閉。

訣竅是將 R19 設(shè)計(jì)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(yù)計(jì)運(yùn)行溫度較高的組件上留出一段引線長(zhǎng)度，并增加PCB焊盤的面積，此外，焊接可以大大提高散熱能力。

穩(wěn)壓器保護(hù)電路

2、運(yùn)算放大器過流保護(hù)電路

下面為運(yùn)算放大器過流保護(hù)電路，通過使用運(yùn)算放大器來感測(cè)過流，根據(jù)結(jié)果驅(qū)動(dòng)MOS來連接負(fù)載與電源。

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

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

因此，我們假設(shè)，對(duì)于 1A 的電流（負(fù)載電流），分流電阻兩端的壓降為 1V，因?yàn)?VIN = I x R (VIN = 1A x 1 Ohm)。如果使用運(yùn)算放大器將該壓降與預(yù)定義電壓進(jìn)行比較，我們就可以檢測(cè)過流并改變 MOSFET 的狀態(tài)以切斷負(fù)載。

在該電路中，運(yùn)算放大器 LM358 被配置為比較器。根據(jù)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(yù)定義電壓（參考電壓）。RV1 充當(dāng)分壓器。分流電兩端的壓降由比較器的反相端子感測(cè)，并將其與連接在運(yùn)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(cè)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(cè)到的電壓大于參考電壓，比較器將在輸出端產(chǎn)生負(fù)電源電壓（負(fù)電源跨接地連接，該電路為 0V）。該電壓足以打開或關(guān)閉 MOSFET。

3、其他過流保護(hù)電路

例如用于較大交流電流的保險(xiǎn)絲和斷路器。

保險(xiǎn)絲是一種特殊的細(xì)線，會(huì)快速加熱并熔化，保險(xiǎn)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(xiǎn)絲周圍添加粉末，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(jī)械連接到跳閘機(jī)構(gòu)并在一定電流下跳閘。另一種是小型電感元件，可以使斷路器在過載時(shí)緩慢跳閘，或者在短路時(shí)快速跳閘。

三、反極性保護(hù)

反極性保護(hù)時(shí)最容易實(shí)現(xiàn)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(duì)大部分電路來說夠了，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(dāng)輸入電壓反向時(shí)，二極管導(dǎo)通，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲熔斷。

注意二極管必須在保險(xiǎn)絲熔斷期間處理電源的全部電流容量。

反極性保護(hù)

四、反電動(dòng)勢(shì)反極性保護(hù)

當(dāng)載流電感關(guān)閉時(shí)，電感中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)會(huì)奔潰，因此，需要保護(hù)設(shè)備免受反電動(dòng)勢(shì)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(shì)反極性保護(hù)