保护电路(例如反极性保护,短路保护和过压/欠压保护)用于保护任何电子设备或电路免于突然发生的误发生。通常,保险丝或MCB用于过压保护,在此电路中,我们将建立不使用保险丝的过压保护电路。
过压保护是一种电源功能,只要输入电压超过预设值,就会切断电源。为了防止高压浪涌,我们始终使用过压保护或撬棍保护电路。撬棍保护电路是一种过电压保护,最常用于电子电路中。
有许多种方法可以保护电路免受过压影响。最简单的方法是在输入电源侧连接保险丝。但是问题在于它是一次性保护,因为当电压超过预设值时,保险丝内的电线会烧毁并断开电路。然后,您必须用新的保险丝更换损坏的保险丝,以重新进行连接。
在此电路中,齐纳二极管和双极晶体管用于自动过压保护。可以通过两种方法来完成,
1.齐纳稳压电路:该方法通过提供稳定的电压来调节输入电压并保护电路免受过压影响,但是当电压超过安全极限时,它 不会断开输出部分的连接 。我们将始终收到小于或等于齐纳二极管额定值的输出电压。
2.使用齐纳二极管的过压保护电路:在第二种过压保护方法中,只要输入电压超过预设水平,就会 断开 输出部分或负载 与电路的连接。
齐纳稳压电路
齐纳稳压器可保护电路免受过压影响,并调节输入电源电压。使用齐纳稳压器进行过压保护的电路图如下:
电路的预设电压值是一个临界值,在该临界值上,电源断开或不允许任何高于该值的电压。预设电压值是齐纳二极管的额定值。就像,我们使用5.1V齐纳二极管,那么输出电压将不超过5.1v。
当输出电压增加时,基极-发射极电压降低,由于该晶体管Q1导通较少。由于Q1传导较少,因此降低了输出电压,因此保持了输出电压恒定。
输出电压定义为:
VO = VZ-VBE
哪里,
VO是输出电压
VZ是齐纳击穿电压
VBE是基极-发射极电压
使用齐纳二极管的过压保护电路
下面的过压保护电路图是使用齐纳二极管和PNP晶体管构建的。当电压超过预设水平时,该电路将断开输出。预设值为连接到电路的齐纳二极管的额定值。您甚至可以根据您合适的电压值来改变齐纳二极管。该电路的缺点是您可能找不到齐纳二极管的准确值,因此请选择额定值最接近预设值的二极管。
所需材料
- FMMT718 PNP晶体管– 2nos。
- 齐纳二极管5.1V(1N4740A)– 1个。
- 电阻(1k,2.2k和6.8k)– 1nos。(每)
- 面包板
- 连接线
过压保护电路图
过压保护电路的工作
当电压小于预设水平时,Q2的基极端为高,并且由于它是PNP晶体管,因此它会截止。而且,当Q2处于关闭状态时,Q1的基极端将为LOW,并且允许电流流过它。
齐纳二极管开始导通,将Q2的基极接地,并使Q2导通。当Q2导通时,Q1的基极端变高,而Q1导通,这意味着Q1充当开路开关。因此,Q1不允许电流流过它,并保护负载免受超过电压的影响。
现在,我们还需要考虑晶体管两端的压降,对于适当的电路精度,该压降应该较低。因此,我们使用的FMMT718 PNP晶体管的VCE饱和值非常低,因此,晶体管两端的电压降很低。
进一步检查我们的其他保护电路。