保护直流电路免受过高的电压


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如果有人意外插入12v电源,如何保护3v DC电路不受损坏?电路消耗的电流远小于1安培。


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齐纳二极管呢?但这取决于多少过电压。齐纳二极管不能救你从造成雷电等大规模的过电压
铝Kepp

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保险丝+齐纳或(自复位)多保险丝+齐纳。
Wouter van Ooijen 2013年

@flamingpenguin 这是与Zener + fuse 相似 的示意图 [Wouter说了什么]。
尼克·阿列克谢耶夫

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有人能以此角色评论使用DC-DC降压转换器吗(例如,如果我设计的系统通常是由5V电源供电,而降压转换器则降压至3V)?如果我意外插入12V电源,降压转换器仍将提供3V电源...?
flamingpenguin

Answers:


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原始问题未指定的一件事是,他们是否正在寻找保护I / O信号或电源连接的方法。

如果需要对I / O信号进行保护,则建议使用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,可以采用多种方案。前面提到的设计为在电压过载时跳闸的多晶硅熔断器或其他类型的熔断器是可行的,但在电路短暂暴露于高压条件下时,通常具有启动延迟时间。

我建议的方法是使用一种设计,该设计使用宽电压范围的输入调节器电路和一个极性保护二极管。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。

在此处输入图片说明

这种方法也成为设备本身的电源。对于低功耗设备,这种方法可以利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。更高功率的设备将希望利用宽电源电压范围的开关型稳压器。TI和National等供应商提供了各种设备电压,这些电压可以支持高达60V的输入电压,在某些情况下甚至可以支持80V。


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谢谢。我正在尝试保护电源连接。
flamingpenguin 2013年

与AMS1117类似的东西合适吗?
flamingpenguin

但是,可能需要更高的输入电压来补偿二极管压降。如果有人打算使用LDO,这似乎不是一个好的解决方案。
gstorto

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您需要的是撬棍电路,以保护电路免受过压影响。这是电源和设备中用于保护过电压的一种标准方法。

下面描述了一个简单的撬棍电路。

撬棍ckt

上面的电路将在过压情况下通过熔断保险丝来保护您的电路/设备处于Vo的状态。请记住,这是描述保护方法的通用电路。

进一步阅读:
1. 撬杠电路
2. 过压保护的基础


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不了解-1这个答案。这个答案可能有什么问题?
Chetan Bhargava 2013年

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此处缺少的基本要点是,保险丝的I ^ 2 * t额定值必须小于SCR(“可控硅”)的额定值才能正常工作。powerelectronics.com/site-files/powerelectronics.com/files/…–
嘶嘶

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在更复杂/专业化的OVP芯片的文档中也提到了这一点,这些芯片可以代替该原理图中的TL431,例如,参见onsemi.com/pub_link/Collat​​eral/MC3423-D.PDF中的
Fizz

@ChetanBhargava撬棍提供什么,而简单的串联熔断器和并联齐纳二极管则不提供?示例:(imgur.com/8hwb44l)?
BORT

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@Bort:如果正常负载为几安培,那么保险丝也是如此,您可能找不到足够大的齐纳管来完成这项工作。该电路可以据此进行额定。
布莱恩·德拉蒙德

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如果您希望保险丝烧断,则可以使用钳位电路。重点不是试图将输入电压调节至3 V,而是故意烧断保险丝,从而在输入功率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,但即使在正常操作下,也会为电源增加一些串联电阻。这是否可以接受取决于您尚未告诉我们的参数。

因此,您需要一个电路,该电路理想情况下应处于断开状态,直到其两端的电压达到3.5 V左右,然后又表现为短路。从理论上讲,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。您可以使用齐纳管导通晶体管,然后再进行繁重的工作。或者,您可以使用诸如TL431之类的电压作为参考来导通晶体管。

完全不同的方法是使有源开关与电源串联。仅当输入低于阈值时,电路才启用开关,而当输入高于阈值时,则断开连接。它不能立即做出反应,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。



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您正在寻找的是“过电压保护电路”。

一种方法是在反向偏置下使用齐纳二极管。

齐纳二极管将始终为您提供恒定的输出电压,而与输入电压无关(但请查看数据表中的Vmax)

在此处输入图片说明

您也可以使用NCP372MAX16126 / MAX16127之类的IC


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该电路的问题是,如果为设备提供设计的3 V电压,则电阻器R会引起电压降,该电压降会随汲取的电流而变化。
Anindo Ghosh 2013年

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@AnindoGhosh确实。选择的电路图不适合答案,因为它显示了齐纳二极管在调节而非保护方面的作用。
卡兹(Kaz)2013年
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