過(guò)壓保護(hù)指的是，當(dāng)輸出電壓超過(guò)期望值時(shí)，將輸出電壓限制到一定的安全范圍內(nèi)。過(guò)壓電路?？梢员苊馔饨缁蛘哂脩?hù)操作不規(guī)范引起輸出電壓過(guò)壓的現(xiàn)象，過(guò)壓電路可以保護(hù)后級(jí)電路，最常見(jiàn)的是接口處的一些靜電防護(hù)。常見(jiàn)的過(guò)壓保護(hù)電路有：穩(wěn)壓二極管設(shè)計(jì)的過(guò)壓保護(hù)電路、利用穩(wěn)壓芯片設(shè)計(jì)的保護(hù)電路、TVS管防護(hù)電路、氣體放電管電路、利用TL431搭建電壓檢測(cè)電路等。
當(dāng)輸入的電壓的范圍在正常管子范圍內(nèi)時(shí)，D1穩(wěn)壓二極管沒(méi)有被擊穿，二極管沒(méi)有工作起來(lái)，通過(guò)電阻R1的電流基本為零，圖1中的晶體管Q2，B和E極電壓一致，此時(shí)VBE=0，Q2不導(dǎo)通，Q1MOS管的VGS電壓由電阻R3/R4共同決定，PMOS管導(dǎo)通，VIN和VOUT導(dǎo)通。當(dāng)VIN過(guò)大，D1工作觸發(fā)以后，Q2導(dǎo)通，導(dǎo)致Q1的VG和VS之間沒(méi)有壓差，導(dǎo)致VOUT和VIN之間實(shí)現(xiàn)了隔離。
圖1
過(guò)壓保護(hù)電路如下：tvs分為單向和雙向的TVS，單向TVS常用于直流電路，雙向TVS經(jīng)常用于差分電路。下圖中電路工作正常時(shí)，TVS管子是沒(méi)有工作的，，處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)輸入信號(hào)出現(xiàn)不正常的尖峰電壓時(shí)，異常電壓達(dá)到TVS管的雪崩擊穿電壓，TVS管子的狀態(tài)由高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)，異常大電壓導(dǎo)致的大電流將由TVS管子導(dǎo)到地，同時(shí)TVS兩端的電壓會(huì)維持到一個(gè)較低的電壓水平，進(jìn)而保護(hù)后級(jí)電路，當(dāng)脈沖電壓過(guò)后，TVS管又處于斷開(kāi)的狀態(tài)。要注意TVS管子選型時(shí)的擊穿電壓要大于整個(gè)電路正常的工作電壓。
TVS管選型要注意以下幾點(diǎn)：
1：合適的鉗位電壓才能保護(hù)后級(jí)電路。
2：引入的TVS結(jié)電容不能過(guò)大。
3：TVS的功率要留夠余量。
一般在TVS的選型中可以按照以下步驟進(jìn)行：
1：確定TVS管子的VRMW電壓（該電壓是電路正常工作最大電壓的1.1倍）。
2：TVS的鉗位電壓VCC要小于電路正常工作電壓的最大值。
3：IR漏電流大小是否合適。
4：結(jié)電容大小的影響。
氣體放電管是一種陶瓷或者玻璃封裝，內(nèi)部是惰性氣體，外形如下：
氣體放電管過(guò)壓保護(hù)的原理如下：氣體放電管未工作時(shí)，處于高阻狀態(tài)，當(dāng)兩端電壓達(dá)到氣體擊穿電壓時(shí)，會(huì)進(jìn)行間隙放電，進(jìn)而現(xiàn)在兩端電壓達(dá)到保護(hù)后級(jí)工作電路的目的，氣體應(yīng)用電路如下：
以上電路搭配壓敏電阻使用，因?yàn)闅怏w放電管的續(xù)流電壓在幾十V。主要關(guān)注的參數(shù)有直流擊穿電壓，達(dá)到該電壓會(huì)讓氣體放電管擊穿保護(hù)后級(jí)電路。
簡(jiǎn)單的過(guò)壓電路一般就加上TVS，如果想要防護(hù)級(jí)別高一般加上TVS、壓敏電阻、空氣放電管。
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