保护电路免受非瞬态过电压影响的推荐方法是什么？

我正在设计一个12V电池供电的便携式照明控制器，经常被问到如何缩短运行时间。最简单的方法是并联添加第二个电池，但是我经常担心用户会弄错，将电池串联，然后提供24V电压。

最好的/推荐的方法是如何保护设备免受此类过压情况的影响（在一段时间内施加两倍的电压，我认为这不是瞬态的）？

在这种情况下，控制器使用的电流不超过100mA，因为该特定控制器仅使LED闪烁而不消耗大量电流。它有几个稳压器，它们只能处理高达15V的输入。

我一直在尝试使用齐纳二极管和瞬态电压抑制器（TVS），但结果不一。我希望过压情况（例如施加的24V）会使断路器（PTC保险丝）跳闸并保护电压调节器和微控制器。如果有人将设备连接到主电源（120V），则他们自己动手！

这样的事情应该起作用：

使用12V齐纳二极管，选择栅极阈值低的MOSFET，最好Vth <3V，Vgs <12V，并且具有高瞬时电流。

如果电压Vin高于12V，则Vin-Vz将出现在MOSFET的栅极。当该电压超过阈值电压时，mosfet导通并通过保险丝将对地的输入短路，保险丝熔断。

再考虑一下，可以在mosfet的漏极上放一个小电阻，以防止过电流。电阻值应足够高，以使MOSFET的24V / R <Imax，但足够低，以使保险丝熔断24V / R> Ifuse。

您可以使用PTC而不是保险丝，但是它们的速度通常较慢，因此您可能需要更坚固的MOSFET。

我认为，在使用PTC的情况下，可能会出现这样一种情况，即齐纳二极管和mosfet只是调节PTC的压降，从而使齐纳二极管仅传导一点点，而mosfet只是打开一点点，从外面看可能会缝到电路工作正常，所以我认为“电池连接不良”指示LED可能有用：

另一方面，在这种情况下，mosfet可能不是最佳解决方案，SCR会更好，因为它会闩锁。

您走在正确的轨道上。唯一的解决方案是将负载与过电压隔离。有很多方法可以实现这一点，而保险丝（一次性使用或可复位PTC）是一种传统方法。齐纳二极管/ TVS确保在存在过压时电路吸收足够的电流来使保险丝跳闸。您也可以使用SCR撬动电源并使保险丝跳闸。

更先进的方法包括使用高压晶体管主动将负载与电源隔离。这样可以提供更快的响应，从而减轻其余组件的压力。