什么是過壓保護電路？

過壓保護電路是一種常見的電路保護裝置。它的作用是在電路電壓超過設定值時，立即切斷電路，以保護電路中的元器件不被過高電壓破壞。過壓保護電路通常由過壓保護器件和觸發器件組成。

過壓保護的工作原理是通過電路中的電壓檢測電路來檢測電路中的電壓是否超過了設定的閾值。一旦檢測到電壓超過了閾值，就會觸發過壓保護器件，讓保護器件對電路進行保護。過壓保護的閾值通常根據電路設計的需求來設定，一般情況下，閾值設定在電路的最大額定電壓之上。

過壓保護器件包括熔斷器、保險絲、電子保護器等。熔斷器和保險絲主要通過熱效應來實現過壓保護，當電路電壓過高時，保險絲內的金屬絲會熔斷，從而切斷電路。電子保護器則是通過電子元件來實現過壓保護，當電路電壓超過設定值時，電子保護器會自動切斷電路。

觸發器件可以是一個繼電器、固態繼電器或者其他開關裝置。當過壓保護器件發生作用時，它會向觸發器件發送信號，觸發器件接收到信號后，就會切斷電路。觸發器件的選擇要根據電路的實際情況來確定，有些電路需要更快的響應速度，需要采用固態繼電器。

過壓保護電路的應用非常廣泛，可以用于各種電路保護，比如電源保護、變頻器保護、電機保護等。在實際應用中，還需要考慮一些因素，比如過壓保護器件的選擇、觸發器件的響應速度、電路負載等。

接下來小編給大家分享一些過壓保護電路圖，以及簡單分析它們的工作原理。

過壓保護電路圖分享

1、帶繼電器的直流過壓保護電路圖

即使您使用由直流電源供電的電路，也可能存在過電壓，微控制器、微處理器或傳感器可能會因過電壓而損壞。這是帶有繼電器的簡單直流過壓保護電路，可以避免這種情況。以前的過壓保護電路采用齊納二極管和晶體管設計的。該電路充當低壓直流電源的調節器和截止開關。

該電路使用 SPDT 繼電器來控制直流電壓負載，以防止過壓。 （您可以對該電路進行改造，以控制有關 J1 – 輸入直流電源的高壓直流或交流負載）。我們知道有許多保護電路可以避免短路、反極性、過壓或電流尖峰。對于高壓AC/DC電源，保險絲和MCB用于保護負載。以下電路為 5V 至 32V 直流電源供電電路提供過壓保護。

該電路分為三個階段：1. 輸入階段，2. 比較器階段，3. 繼電器開關階段。對于輸入參考，使用IC LM317可調電壓調節器。可變電阻器 RV1 的位置決定比較器的參考電壓。 LM317 的輸出電壓可計算為 Vout = 1.25 {1 + (RV1 / R1)}，這里可以用萬用表測量電位器電阻值或從 LM317 輸出電壓。

該電壓將作為比較器 LM358 的參考電壓，超過該電平的輸入直流電壓會觸發比較器提供輸出電壓，從而導通晶體管 Q1。當晶體管打開時，繼電器將獲得接地電源并通過常閉開關打開的方式打開，負載將與輸入直流電源斷開。根據您的需要更改反饋到 LM358 的電阻器 R2 和 R3 值。在將此電路應用于負載之前，請調整電壓調節器以獲得正確的參考電壓輸入。

2、簡單的過壓保護電路圖

對于電壓敏感負載或電氣元件，我們需要提供穩壓電壓。在某些情況下，施加的電壓水平可能會超出負載的最大電壓范圍，因此我們需要進行設置以保護負載免受高壓影響。這里使用齊納二極管和晶體管設計了簡單的過壓保護電路。

該保護電路充當穩壓器和斷路器，我們有5V負載，因此我們使用5.1V齊納二極管，您可以根據您的負載或設備電壓范圍選擇齊納二極管電壓范圍。

這種簡單的過壓保護電路易于構建，只需很少的容易獲得的元件。要啟動該電路，您需要根據負載元件確定齊納二極管的調節電壓范圍，然后連接兩個具有特定電壓范圍的PNP晶體管。在該電路中，我們使用兩個 BC557 PNP 晶體管作為開關。輸出附近的 LED 指示輸出電壓是否在允許的電壓范圍內。

當我們向該電路施加直流電源時，反向偏置齊納二極管充當穩壓器，調節后的電壓流過 Q1 晶體管并流向 Q2 晶體管基極端子，這里 Q2 晶體管允許輸入源到負載的電壓低于 5V。如果輸入源電壓增加超過 5V，則 Q2 晶體管和 Q1 晶體管斷開負載（Q1 和 Q2 進入關閉狀態）。

根據負載元件電壓和電流額定值使用 Q1 和 Q2 開關晶體管。該電路設計可保護負載免受有限的過壓影響，并具有適度的電流限制。在25V負載下使用該電路設計。對于低于3.3V和高于 25V的過壓保護，請使用專用集成電路 (IC) 以獲得更好的效果。

3、撬棒過壓保護模塊電路圖

為了保護敏感的電子或電力負載，我們需要保護電路，例如過壓保護電路、過流保護電路、反向供電保護電路或浪涌保護電路。通過實現這些電路，我們可以確保敏感負載的保護。這里 Crowbar過壓保護模塊電路旨在保護燈泡負載。

我們知道Crowbar過壓保護模塊是一個過壓保護電路，通過使用穩壓齊納二極管，我們可以設置該Crowbar電路的輸出電壓限制。以此處為例，我們采用了 12V 直流燈泡并施加了不同的電壓，并測試了過電壓超過 12V 的撬棒電路。

該 crowbar 過壓保護電路設計用于在過電壓流過時切斷敏感負載的電源。該原型使用 12V 燈泡作為敏感負載，因此我們需要設計 12V 的撬棒電路，因此 12V 齊納二極管穩壓器放置在該電路中。首先從玻璃保險絲開始，將晶閘管 SCR TYN612 跨接在負載上，并通過齊納二極管施加柵極電源。這里二極管1N4007用于保護反向電壓。

通過使用可變電源單元，我們為該電路提供電源，通過施加低于 12V 和高達 12V 的電壓，負載獲得電源，當我們施加超過 12V 的輸入電源時，SCR 通過齊納二極管獲得柵極電源并短路通過陽極和陰極引腳，因此保險絲熔斷，因此過電壓不會到達敏感負載。

4、使用可控硅和齊納二極管的過壓保護電路圖

電源對于大多數產品/小工具至關重要。如果我們在設計電路時沒有考慮電源部分，有時會導致災難性的故障，這是我們不希望發生的。當您設計產品時尤其如此。用戶使用輸出電壓高于產品額定電壓的電源可能會損壞產品。在這種情況下，您需要在電路中使用過壓保護裝置，以防止其發生故障。這是一個使用可控硅和齊納二極管的過壓保護電路。

上述電路旨在保護與其連接的電路免受超過 13V 的電壓影響。它適用于額定電壓為 12V 的電路/設備。一般來說，12V 設備的耐壓可達 13V。因此它將建立超過 13V 的保護，而且這將為電源提供必要的操作空間。

在該電路中，J1用于連接電源，J2用于連接需要供電和保護的設備/電路。

當電源電壓在13V以內時，齊納管不導通電流，可控硅處于非導通狀態。這里我們使用齊納電壓（13V）的齊納二極管，因此當電源電壓超過13V時，齊納二極管開始導通并且有電流流過它。

如前所述，齊納二極管應限制齊納電流。根據數據表，1N4743A 的典型齊納電流為 19mA。使用歐姆定律，我們可以計算與之配合使用的電阻器。

因此我們將R1固定為680Ω。

電阻器兩端產生的齊納電流和電壓觸發 SCR 的柵極端子。根據數據表，打開 SCR (BT-145-800R) 所需的柵極電流為 5mA。因此，齊納電流觸發 SCR 并迫使其傳導電流。

當 SCR 接通時，其作用類似于短路，因此巨大的電流從陽極流向陰極。如前所述，它兩端的電壓下降，因此輸出端不會出現電壓。這可以保護連接到端子 J2 的電路/設備。

這種巨大的電流持續流動，直到源極或 J1 的電壓降至 13V 以下。該電路的另一個保護功能是保險絲，當電源電流超過1A時，保險絲將斷開其觸點。這會阻止進一步的電流流動。

保險絲非常重要，因為許多電源本身缺乏內部電流限制或短路預防功能。熔斷器的額定電流應小于用戶為該電路供電的電源的短路電流。這將確保成功消除來自電源的電流路徑電流達到其最大短路電流閾值。

5、使用齊納二極管的過壓保護電路圖

下面的過壓保護電路圖是使用齊納二極管和 PNP 晶體管構建的。 當電壓超過預設水平時，該電路會斷開輸出 。預設值為接在電路中的齊納二極管的額定值。您甚至可以根據自己合適的電壓值更換齊納二極管。該電路的缺點是您可能無法找到齊納二極管的準確值，因此請選擇額定值與您的預設值最接近的一個。

當電壓小于預設值時，Q2 的基極為高電平，由于它是 PNP 晶體管，因此關斷。并且，當 Q2 處于關閉狀態時，Q1 的基極將為低電平并允許電流流過它。

現在，當電壓超過預設值時 ，齊納二極管開始導通，將 Q2 的基極接地并打開 Q2。當 Q2 導通時，Q1 的基極變為高電平并且 Q1 導通，這意味著 Q1 表現為開路開關。因此，Q1 不允許電流流過它并保護負載免受過電壓的影響。

現在我們還需要考慮晶體管兩端的電壓降，為了電路的適當精度，它應該很低。所以我們使用了 FMMT718 PNP 晶體管 ，它表現出非常低的 VCE 飽和值，因此晶體管兩端的電壓降很低。

6、汽車應用分立式過壓保護器電路圖

這是一種用于汽車應用的分立式過壓保護器電路。保護電路必須完成兩項基本工作。它們可以防止超過最大允許電壓施加到 IC 引腳上，并且保護電路不會干擾電路的正常功能。除此之外，它必須足夠快才能對任何瞬態事件采取行動。

PNP 晶體管 Q1 是該電路的主要傳輸元件。該晶體管的特性將決定電源電壓降。 Zetex FMMT718 用于最大限度地減少保護電路引起的壓降。該電路采用晶體管Q2作為Q1的控制元件，當電源輸入端的電壓等于齊納電壓之和時，Q2導通，Q1截止。 D1 和 Q2 產生的典型跳變電壓為 5.85V。為了保持Q1在正常情況下導通，6.8k電阻連接到Q1的基極，產生電流。

在過壓情況下，該電路會斷開負載。當檢測到過壓情況時，Q1 將關閉并切斷負載電源，當情況恢復正常時，Q1 將打開。該電路的響應速度是該電路的吸引力之一，因為它不使用反饋，因此不存在需要克服的轉換速率限制或高階阻尼效應。 Q2 沒有特殊要求，幾乎任何 PNP 器件都可以替換，但 Q2 應與 Q1 具有相同的類型。