保护直流电路免受过高电压的影响

电器工程 电压 直流 过压保护
2022-01-24 20:37:26

如果有人不小心插入了 12v 电源,如何保护 3v 直流电路免受损坏?该电路将消耗远小于 1 安培的电流。

4个回答

原始问题未指定的一件事是他们是否正在寻找 I/O 信号或电源连接的保护。

如果 I/O 信号需要保护,那么建议的齐纳二极管电路或其他方法,包括 TVS(瞬态电压抑制器)、钳位二极管是实现保护的有用方法。

在电源连接处进行保护时,可以使用多种方案。前面提到的用于在电压过载时跳闸的多熔断器或其他类型的保险丝是可行的,但通常具有启动延迟时间,此时电路会瞬间暴露在高压条件下。

我建议的方法是使用使用宽电压范围输入稳压器电路和极性保护二极管的设计。这为用户可能错误地施加到电源输入的电压提供了非常合理的“保护”。这是建议方法的框图。

在此处输入图像描述

这种方法也成为设备本身的电源。对于以低功率运行的设备,这种方法可以使用简单的线性稳压器,例如 78xx 系列。这些将保护高达 35 伏左右的输入电压。更高功率的设备将需要使用宽电源电压范围的开关型稳压器。TI 和 National(现在实际上是 TI 的一部分)等供应商提供的各种设备电压可以支持高达 60V 的输入电压,在某些情况下甚至可以支持 80V。

您需要一个撬棒电路来保护您的电路免受过压。这是电源和设备中用作过压保护的标准方法之一。

下面描述了一个简单的撬棍电路。

撬棍ckt

上述电路将通过在过压情况下熔断保险丝来保护您的 Vo 电路/设备。请记住,这是描述保护方法的通用电路。

延伸阅读:
1. Crowbar 电路
2.过压保护基础

如果您愿意熔断保险丝,那么钳位电路将起作用。关键不是试图将输入电压调节到 3 V,而是故意熔断保险丝,从而在输入电源超过某个阈值时断开输入电源。保险丝可以是多保险丝,在断电后会自行复位,但即使在正常操作中也会给电源增加一些串联电阻。这是否可以接受取决于您没有告诉我们的参数。

因此,您需要一个理想情况下打开的电路,直到其两端的电压达到 3.5 V 左右,然后就像短路一样。理论上,齐纳二极管可以做到这一点,但它不具备熔断保险丝的电流能力。您可以使用齐纳二极管打开晶体管,然后由它完成繁重的工作。或者,您可以使用 TL431 之类的东西作为电压参考来打开晶体管。

一种完全不同的方法是将有源开关与电源串联。电路只会在输入低于阈值时启用开关,并在高于阈值时断开。它无法立即做出反应,因此您的电路必须能够承受至少几微秒的过电压。LC 滤波器可以限制输入电压的斜率,但这开始变得过于复杂。

好吧,你真的需要一个撬棍。这个 cct 基本上会(几乎)短路电源,并希望能发出问题的信号,即熔断保险丝或使用限流电源来限制电流。Wiki 链接有原则,axotron 有一些解决方案(通用且良好)。

http://en.wikipedia.org/wiki/Crowbar_%28circuit%29

http://axotron.se/index_en.php?page=26