电源输入端保护电路与器件

发布时间:2023年12月28日

电路防护:

过压保护:

DC口输入电平为5V,但是如果不小心接入12V电源的话防反接电路开始起作用。PMOS的栅极在低电平时候打开。12V错误电压输入后稳压二极管将其上端电位钳在6V(适二极管属性而定),由此R1两端形成电位差激发三极管工作,此时12V的电会通过R3流向地。

MOS防反接电路:

  1. 串联二极管防反接

图中使用的NMOS管,电源正接时,当Vgs>Vgs(th)时MOS管导通,NMOS管内部会存在一个寄生二极管 ,上电时二极管会导通形成电压差在S极。当电源反接的时候,MOS管则是处于截止的状态,起到防反接和保护作用。同时MOS管的功耗比二极管要低的很多,所以MOS管防反接电路的应用要比上面两种电路多。

电源输入端常见的保护器件:

压敏电阻:

压敏电阻在电源输入端主要起到过电压保护的作用。当输入电压超过设定值时,压敏电阻会迅速响应,将过电压引导到地线上,保护电源不受过电压的损害。同时,压敏电阻的响应速度非常快,可以在微秒级别内完成响应,有效地保护了电源的稳定性和可靠性。

此外,压敏电阻还可以用于过流保护。在电源中,当输出电流超过设定值时,压敏电阻的电阻值会急剧下降,形成一条低阻通路,将过流引导到地线上,保护电源不受过流的损害。这种过流保护方式被称为瞬态过流保护,它可以有效地保护电源免受瞬态过流的损害。

安规电容:

安规电容在电源输入端主要起到滤波的作用。安规电容分为X电容和Y电容,其中X电容用于抑制差模干扰,接在零线火线之间,其容量较大,一般能达微法级别;Y电容用于抑制差模干扰,成对出现,接在火线跟地之间以及零线跟地之间。

ESD并不是浪涌电压的缩写。ESD代表静电放电,而浪涌电压是由雷电或电网上的大型负荷接通或断开时产生的瞬态高电压。两者是不同的概念。

保险丝:保护

电源输入端防止浪涌的常用方法有以下几种:

使用压敏电阻:压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件,当加在它两端的电压达到一定阈值时,其电阻会急剧减小,起到限制浪涌电流的作用。

使用气体放电管GDT:气体放电管在正常情况下是隔离的,当线路中电压超过一定阈值时,空气间隙被击穿,形成通路,起到泄放浪涌电流的作用。

使用瞬态二极管TVS:瞬态二极管是一种具有快速响应能力的过电压保护器件,可以在纳秒级的时间内将浪涌电压钳位在较低的水平,从而有效地保护电源不受过电压的损害。

使用滤波器:滤波器可以有效地滤除电源中的高频噪声和电磁干扰,从而减小浪涌电流对电源的影响。常见的滤波器包括电容器、电感器和铁氧体磁珠等。

自恢复二极管PPTC:

自恢复二极管是一种特殊的二极管,它能够在电流过零时自动恢复断开的状态,从而起到保护电路的作用。自恢复二极管通常用于电路中的过流保护和过压保护,可以有效地防止电路因过流或过压而损坏。自恢复二极管的特点是具有较低的直流正向压降和较高的反向击穿电压,并且可以在连续的大电流脉冲冲击下反复工作。自恢复二极管的结构和工作原理与普通二极管类似,但其内部添加了一些特殊的材料和工艺,使得它能够在电路出现异常时自动恢复工作状态

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