深入剖析輸入接口電路設(shè)計:過壓保護電路原理與優(yōu)化
出處:網(wǎng)絡(luò)整理 發(fā)布于:2025-07-31 15:16:34 | 309 次閱讀

整個電路的結(jié)構(gòu)相對簡單,下面我們來詳細分析其保護原理。
(1)當輸入電壓 Vin<5.1V 時,例如 Vin = 5V,電路各個節(jié)點的電壓情況如下圖所示:

由于 ZD3 是 5.1V 的穩(wěn)壓管,當 Vin = 5V 時,并未達到穩(wěn)壓管的導通條件。此時,三極管 Q63 的 b 極和 e 極電壓均為 5V,即 Vbe = 0V,不滿足三極管 Q63 的導通條件。因此,MOS 管 Q62 的 G 極為低電平,滿足 Vgs<0V,MOS 管 Q62 導通,負載能夠正常得電,設(shè)備也能正常工作。

(2)當輸入電壓 5.1V<Vin<5.7V 時,以 Vin = 5.4V 為例,電路各個節(jié)點的電壓情況如下圖所示:

因為 Vin = 5.4V,大于 5.1V,穩(wěn)壓管可以導通并穩(wěn)定在 5.1V。此時,三極管 Q63 的 Vbe 電壓為 5.1V - 5.4V = -0.3V,不滿足 Q63 的導通條件(PN 結(jié)的導通電壓要求為 -0.7V),所以 Q62 仍然處于導通狀態(tài),負載能夠正常得電。
(3)當輸入電壓 Vin>5.7V 時,比如 Vin = 5.8V,電路各個節(jié)點的電壓情況如下圖所示:
由于 Vin = 5.8V,滿足穩(wěn)壓管的導通條件,三極管 Q63 的 b 極為 5.1V,所以 Vbe = 5.1V - 5.8V = -0.7V,這個壓差滿足了三極管 Q63 的導通條件。最終,MOS 管 Q62 的 G 極約等于 5.8V,導致 Vgs = 0V,MOS 管 Q62 截止,負載不得電,從而實現(xiàn)了過壓保護的作用。
最后需要注意的是,如果 Vin 電壓是其他的電壓值,可以更換 ZD3 的型號來滿足電路要求。同時,限流電阻 R128 也需要留意,避免電流過大燒毀 ZD3。
在實際生活中,常見的電源適配器輸出電壓主要為 5V 和 12V,很少有 5.8V 左右的輸出電壓。因此,為了確保電路的安全性,還需要對電路進行小小的改進,如下圖所示:

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