这种过压保护是如何工作的?

电器工程 电路设计 电路保护 过压保护
2022-01-07 10:14:54

我一直在寻找低成本和有效的过压保护,我从这个页面找到了这个:

过电压

有了这个零件清单:

  • RXE025 - 250 mA PTC 自恢复保险丝
  • 齐纳二极管 – 5V6,1 瓦
  • 电阻器 - 1K 欧姆,1 瓦
  • 晶体管 – BD139(NPN 中等功率 80V,1.5A CC 额定值)

正如作者所报告的,这个电路似乎有效且成本低,但我不明白工程师为什么在这个电路中放置了一个BD193晶体管。

谁能解释一下这个电路的逐步操作方法?

2个回答

这很简单:

齐纳二极管电压处于(或略高于)正常 Vcc 电压。例如,5V Vcc 的 5.6V 齐纳二极管。

当 Vcc 低于齐纳电压时,二极管没有电流流过,1k 电阻使 T1 的基极保持低电平。没有电流通过集电极流向晶体管的发射极。

当 Vcc 高于齐纳电压时,电流流过齐纳二极管和 T1 的基极。这允许电流流过集电极并流出晶体管的发射极。

通过晶体管的电流高到足以使保险丝断开。

简洁版本:

过压会导致晶体管短路并烧断保险丝。


阅读了这篇文章并查看了 RXE025,我发现我需要稍微更改我的描述。

该保护电路不会关闭受保护电路的电源。

当输入电压超过齐纳电压时,晶体管导通。

选择 RXE025 是因为即使在“跳闸”条件下,它也会通过足够的电流,使受保护设备(原始示例中的 Arduino)将继续运行。

RXE025 变成一个限流电阻,以限制通过齐纳二极管和晶体管的电流。

结果是 Vcc 被限制在略高于齐纳电压。

“保险丝”不是通常意义上的熔断器,它只是变成了更高的电阻。

基本上它是一个功率齐纳二极管电路。当线路上有足够的电压时,齐纳管开始开启 BJT。晶体管吸收电流,线路电压试图上升到齐纳电压以上(加上最大约 1 伏的 Vbe 压降)越多,BJT 吸收的电流就越多。

BD139 可以处理高达几安培的电流,这意味着它可以在可复位保险丝激活之前的短时间内处理几十瓦的电流。

鉴于齐纳二极管是 1 瓦的类型,齐纳二极管和 BJT 的组合可以被视为相当于一个 10 瓦(正)齐纳二极管。当然,您可以只购买 10 瓦齐纳二极管,但这可能比 1 瓦齐纳二极管和便宜的 BJT 更贵。