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硬件工程师必备的过压、过流保护方案合集

1年前浏览781

一、过压保护方案

过压保护,是指被保护线路电压超过预定的最大值时,使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。
其作用是,若开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出电压超过设计阈值时,为保护后级用电设备防止损坏,将输出电压限定在安全值范围内。
过压保护方案设计的两个方向。
1、集成芯片做过压保护电路设计
此类芯片一般不仅仅具有过压保护功能,多数还集成了欠压,过流等功能于一体。
如下图1所示是台湾立锜科技的一款集成过压过流防护芯片。它通过监视输入电压来确保所有参数都在正常工作范围内来确保安全。当输入电压超过预设 OVP 阈值时,它可在 1μs 内断开 MOSFET ,以便在任何危害发生前就将电源供应断开。
图 1 过压防护IC
2、使用分立元器件搭
当然除了使用集成芯片之外,我们也可以使用分立器件搭建简单的过压防护电路,如下图2所示为其中某一方案。

图 2 过压保护电路

图2电路基本原理:

当 Vin 电压输入正常范围时,稳压二极管 D1 没有被击穿,未进入稳压状态。D1的负极电压为Vin,此时三极管Q2的Vbe=0,处于截止状态。MOS管Q1的栅极电压由电阻R3,R4分压决定,根据所选PMOS的导通电压值设定R3,R4的值使PMOS管导通,电源正常工作。

当Vin输入大于正常输入电压,此时输入电压Vin>Vbr,稳压二极管被击穿,其上电压为Vbr。三极管Q2导通,Vce≈0,因此Q1的Vgs≈0,mos管关闭,电源电路断开,从而实现过压保护。

图 3 保护Q1栅源极

注:

a、电路本身具有通用性,可以根据具体电路选择稳压二极管D1及R1的值,R1选取要注意,不能让流过D1的电流低于起稳定电流Iz,否则可能导致管子的稳定性能变差;

b、R3、R4要根据选取的mos管的Vgs来具体做调整,此处电路还有个风险,输入电压过大时可能会把mos管栅源击穿,可以考虑加一些防护,如上图 3 可做一些参考;

2、过流保护方案

来源:8号线攻城狮
电源电路通用芯片
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-07
最近编辑:1年前
8号线攻城狮
本科 干一行,爱一行
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