不使用保险丝的过压保护电路设计

保护电路，如反接保护、短路保护和过/欠压保护，用于保护任何电子设备或电路免受任何突然的误动作。一般采用保险丝或微型断路器进行过压保护，在本电路中，我们将搭建一个不使用保险丝的 过压保护电路 。

过电压保护是一种电源功能，当输入电压超过预设值时，它会切断电源。为了防止高压浪涌，我们总是使用过压保护或短路保护电路。Crowbar保护电路是电子电路中最常用的一种过电压保护。

有许多不同的方法可以保护您的电路免受过压影响。最简单的方法是在输入电源侧连接保险丝。但问题是它是一次性保护，因为当电压超过预设值时，保险丝内的导线就会烧毁并断开电路。然后你必须用新的更换损坏的保险丝才能重新连接。

在这个电路中，齐纳二极管和双极晶体管用于自动过压保护。它可以通过两种方法来完成，

1. Zener Voltage Regulator Circuit： 这种方法通过提供稳压电压来调节输入电压并保护电路免受过压，但当 电压超过安全限制时它不会断开输出部分 。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值，它就会 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。使用齐纳稳压器的过压保护电路图如下：

电路的预设电压值是临界值，超过该临界值要么电源断开，要么不允许任何电压高于该值。这里的预设电压值是齐纳二极管的额定值。比如，我们使用 5.1V 齐纳二极管，那么输出电压不会超过 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，因此它会降低输出电压，从而保持输出电压恒定。

输出电压定义为：

VO = VZ - VBE

VO是输出电压

VZ 是齐纳击穿电压

VBE 是基射极电压

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，该电路会断开输出 。预设值为接在电路中的齐纳二极管的额定值。您甚至可以根据自己合适的电压值更换齐纳二极管。该电路的缺点是您可能无法找到齐纳二极管的准确值，因此请选择额定值与您的预设值最接近的一个。

所需材料

FMMT718 PNP 晶体管 – 2 个。

齐纳二极管 5.1V (1N4740A) – 1 个

电阻器（1k、2.2k 和 6.8k）——1 个。（每个）

面包板

连接线

过压保护电路图

过压保护电路的工作原理

当电压小于预设值时 ，Q2 的基极为高电平，由于它是 PNP 晶体管，因此关断。并且，当 Q2 处于关闭状态时，Q1 的基极将为低电平并允许电流流过它。

现在，当电压超过预设值时 ，齐纳二极管开始导通，将 Q2 的基极接地并打开 Q2。当 Q2 导通时，Q1 的基极变为高电平并且 Q1 导通，这意味着 Q1 表现为开路开关。因此，Q1 不允许电流流过它并保护负载免受过电压的影响。

现在我们还需要考虑晶体管两端的电压降，为了电路的适当精度，它应该很低。所以我们使用了 FMMT718 PNP 晶体管 ，它表现出非常低的 VCE 饱和值，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。

审核编辑：汤梓红