如何構(gòu)建一個(gè)不使用保險(xiǎn)絲的過壓保護(hù)電路

保護(hù)電路，如反極性保護(hù)、短路保護(hù)和過/欠壓保護(hù)，用于保護(hù)任何電子設(shè)備或電路免受任何突然發(fā)生的錯(cuò)誤。通常保險(xiǎn)絲或MCB用于過壓保護(hù)，在此電路中，我們將構(gòu)建一個(gè)不使用保險(xiǎn)絲的過壓保護(hù)電路。

過壓保護(hù)是一種電源功能，每當(dāng)輸入電壓超過預(yù)設(shè)值時(shí)，它就會(huì)切斷電源。為了防止高壓浪涌，我們始終使用過壓保護(hù)或撬棍保護(hù)電路。撬棍保護(hù)電路是一種過壓保護(hù)，最常用于電子電路。

有許多不同的方法可以保護(hù)您的電路免受過壓的影響。最簡(jiǎn)單的方法是在輸入電源側(cè)連接保險(xiǎn)絲。但問題是它是一次性保護(hù)，因?yàn)楫?dāng)電壓超過預(yù)設(shè)值時(shí)，保險(xiǎn)絲內(nèi)的電線會(huì)燒毀并斷開電路。然后，您必須用新的保險(xiǎn)絲更換損壞的保險(xiǎn)絲才能再次進(jìn)行連接。

在本電路中，齊納二極管和雙極晶體管用于自動(dòng)過壓保護(hù)?？梢酝ㄟ^兩種方法完成，

1.齊納穩(wěn)壓器電路：該方法通過提供調(diào)節(jié)電壓來調(diào)節(jié)輸入電壓并保護(hù)電路免受過電壓的影響，但是當(dāng)電壓超過安全限值時(shí)，它不會(huì)斷開輸出部分。我們將始終收到小于或等于齊納二極管額定值的輸出電壓。

2. 使用齊納二極管的過壓保護(hù)電路：在過壓保護(hù)的第二種方法中，每當(dāng)輸入電壓超過預(yù)設(shè)電平時(shí)，就會(huì)斷開輸出部分或負(fù)載與電路的連接。

齊納穩(wěn)壓器電路

齊納穩(wěn)壓器可保護(hù)電路免受過壓影響，并調(diào)節(jié)輸入電源電壓。齊納穩(wěn)壓器過壓保護(hù)電路圖如下：

電路的預(yù)設(shè)電壓值是臨界值，超過該臨界值時(shí)電源斷開或不允許任何高于該值的電壓。這里的預(yù)設(shè)電壓值是齊納器的額定值。例如，我們使用5.1V齊納二極管，則輸出電壓不會(huì)超過5.1v。

當(dāng)輸出電壓增加時(shí)，基極-發(fā)射極電壓降低，由于這種晶體管Q1的傳導(dǎo)較少。由于Q1導(dǎo)通較少，因此會(huì)降低輸出電壓，從而保持輸出電壓恒定。

輸出電壓定義為：

VO = VZ - VBE

哪里

VO是輸出電壓

VZ是齊納擊穿電壓

VBE是基極-發(fā)射極電壓

采用齊納二極管的過壓保護(hù)電路

下面使用齊納二極管和PNP晶體管構(gòu)建了過壓保護(hù)電路圖。當(dāng)電壓超過預(yù)設(shè)電平時(shí)，該電路斷開輸出。預(yù)設(shè)值是連接到電路的齊納二極管的額定值。您甚至可以根據(jù)合適的電壓值更換齊納二極管。該電路的缺點(diǎn)是您可能找不到齊納二極管的確切值，因此請(qǐng)選擇額定值最接近預(yù)設(shè)值的二極管。

所需材料

FMMT718 PNP 晶體管 – 2 個(gè)

齊納二極管 5.1V （1N4740A） – 1 個(gè)

電阻器（1k、2.2k 和 6.8k）– 1 個(gè)（每個(gè)）

面包板

連接線

過壓保護(hù)電路圖

過壓保護(hù)電路的工作原理

當(dāng)電壓低于預(yù)設(shè)電平時(shí)，Q2的基極很高，并且由于它是PNP晶體管，因此關(guān)閉。而且，當(dāng)Q2處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，Q1的基極端子將處于低電平，并允許電流流過它。

現(xiàn)在，當(dāng)電壓超過預(yù)設(shè)值時(shí)，齊納二極管開始導(dǎo)通，將Q2的基極接地并打開Q2。當(dāng)Q2打開時(shí)，Q1的基端子變?yōu)楦唠娖?，Q1打開，這意味著Q1的行為類似于開路開關(guān)。因此，Q1不允許電流流過它并保護(hù)負(fù)載免受超過電壓的影響。

現(xiàn)在我們還需要考慮晶體管兩端的壓降，對(duì)于電路的適當(dāng)精度，它應(yīng)該很低。因此，我們使用了FMMT718 PNP晶體管，其VCE飽和值非常低，因此晶體管之間的壓降很低。