過壓保護指的是，當(dāng)輸出電壓超過期望值時，將輸出電壓限制到一定的安全范圍內(nèi)。過壓電路?？梢员苊馔饨缁蛘哂脩舨僮鞑灰?guī)范引起輸出電壓過壓的現(xiàn)象，過壓電路可以保護后級電路，最常見的是接口處的一些靜電防護。常見的過壓保護電路有：穩(wěn)壓二極管設(shè)計的過壓保護電路、利用穩(wěn)壓芯片設(shè)計的保護電路、TVS管防護電路、氣體放電管電路、利用TL431搭建電壓檢測電路等。
當(dāng)輸入的電壓的范圍在正常管子范圍內(nèi)時，D1穩(wěn)壓二極管沒有被擊穿，二極管沒有工作起來，通過電阻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過大，D1工作觸發(fā)以后，Q2導(dǎo)通，導(dǎo)致Q1的VG和VS之間沒有壓差，導(dǎo)致VOUT和VIN之間實現(xiàn)了隔離。
圖1
過壓保護電路如下：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，TVS管子是沒有工作的，，處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)輸入信號出現(xiàn)不正常的尖峰電壓時，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TVS兩端的電壓會維持到一個較低的電壓水平，進而保護后級電路，當(dāng)脈沖電壓過后，TVS管又處于斷開的狀態(tài)。要注意TVS管子選型時的擊穿電壓要大于整個電路正常的工作電壓。
TVS管選型要注意以下幾點：
1：合適的鉗位電壓才能保護后級電路。
2：引入的TVS結(jié)電容不能過大。
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：
氣體放電管過壓保護的原理如下：氣體放電管未工作時，處于高阻狀態(tài)，當(dāng)兩端電壓達(dá)到氣體擊穿電壓時，會進行間隙放電，進而現(xiàn)在兩端電壓達(dá)到保護后級工作電路的目的，氣體應(yīng)用電路如下：
以上電路搭配壓敏電阻使用，因為氣體放電管的續(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)到該電壓會讓氣體放電管擊穿保護后級電路。
簡單的過壓電路一般就加上TVS，如果想要防護級別高一般加上TVS、壓敏電阻、空氣放電管。
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