范文一：输出过压保护电路的原理

输出过压保护电路的原理

输出过压保护电路的作用是：当输出电压超过设计值时，把输出电压限定在一安全值的范围内。当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时，过压保护电路进行保护以防止损坏后级用电设备。应用最为普遍的过压保护电路有如下几种：

1、可控硅触发保护电路：

如上图，当Uo1输出升高，稳压管（Z3）击穿导通，可控硅（SCR1）的控制端得到触发电压，因此可控硅导通。Uo2电压对地短路，过流保护电路或短路保护电路就会工作，停止整个电源电路的工作。当输出过压现象排除，可控硅的控制端触发电压通过R 对地泄放，可控硅恢复断开状态。

2、光电耦合保护电路：

如上图，当Uo 有过压现象时，稳压管击穿导通，经光耦（OT2）R6到地产生电流流过，光电耦合器的发光二极管发光，从而使光电耦合器的光敏三极管导通。Q1基极得电导通， 3842的③脚电降低，使IC 关闭，停止整个电源的工作，Uo 为零，周而复始，。

3、输出限压保护电路：

输出限压保护电路如下图，当输出电压升高，稳压管导通光耦导通，Q1基极有驱动电压而道通，UC3842③电压升高，输出降低，稳压管不导通，UC3842③电压降低，输出电压升高。周而复始，输出电压将稳定在一范围内（取决于稳压管的稳压值）。

4、输出过压锁死电路：

图A 的工作原理是，当输出电压Uo 升高，稳压管导通，光耦导通，Q2基极得电导通，由于Q2的导通Q1基极电压降低也导通，Vcc 电压经R1、Q1、R2使Q2始终导通，UC3842③脚始终是高电平而停止工作。在图B 中，UO 升高U1③脚电压升高，①脚输出高电平，由于D1、R1的存在，U1①脚始终输出高电平Q1始终导通，UC3842①脚始终是低电平而停止工作。

范文二：苹果5的USB过压保护电路原理

苹果5的USB过压保护电路原理:首先USB 5V电压经USB接口与主板的Q2(P沟道的MOS)的D2脚(漏极)相连，由于Q2的1/2管是一个P沟道的MOS管，且栅极(G2)脚接了一个下拉电阻R58到地。所以此Q2的1/2管的源极(S)和漏极(D2)就导通，此时信号:PP5V0_USB_RPROT就Q2送进来的USB 电压抽样给U2，U2在检测此电压符合5V之后，便会发送信号:OVP_SW_EN_L电平给Q2的2/2管。由于Q2的2/2管是一个P沟道的MOS管，栅极正好接在信号:OVP_SW_EN_L上，此信号的意思就是，过压保护信号低电平有效，当U2检测了电压是符合5V的那么就会发送:OVP_SW_EN_L信号(低电平)，而此时Q2的2/2管栅极就处于低电平，那么这个USB 5V的电压就可以送到电源管理器芯片了。反之，如果信号:PP5V0_USB_RPROT侦测的电压不是5V时，U2就会发送信号:OVP_SW_EN_L为高电平，使Q2的2/2管栅极处于高电平，从而关闭Q2的2/2管以达到USB过压保护功能。

范文三：过压保护电路

¨栏目编辑

II韩汝水

过压保护电路

Alternate Circuits for Overvoltage Protection

Maxim公司Eric Schlaepfe‘

摘要:本文讨论如何针对过压保护需求修改电路,以MAX6495一 MAX6499/MAX6397/MAX6398过压保护器件为例进行说 明。

关键词:过压保护;过压保护器件

MAX6495一MAX倒99,MAX6397,MAX6398过压保护(ovP)器件用于保护后续电路免受甩 负载或瞬间高压的破坏。器件通过控制外部串 联在电源线上的n沟道MOSFET实现。当电压 超过用户设置的过压门限时,拉低MOSFET的 栅极,MOSFET关断,将负载与输入电源断开。 过压保护器件数据资料中提供的典型电路

图1过压保护的基本电路 OUT可以满足大多数应用的 需求(图1)。然而,有些 应用需要对基本电路进 行适当修改。本文讨论 了两种类似应用:增大 电路的最大输入电压, 在过压情况发生时利用 输出电容存储能量。

图2增大最大输入电压的过压保护电路 猷增拥电路的最大输

入也压

虽然图1电路能够

工作在72V瞬态电压,但

有些应用需要更高的保

护。因此,如何提高OVP

器件的最大输入电压是

一件有意义的事情。图2

图3通过三极管缓冲器增大输入电压的过压保 护电路

所示电路增加了一个电阻和齐纳二极管,用来 对IN的电压进行箝位。如果增加一个三极管缓 冲器(图3),就可以降低对并联稳压器电流的 需求,但也提高了设计成本。

齐纳二极管的选择,要求避免在正常工作 时消耗过多的功率,并可承受高于输入电压最 大值的电压。此外,齐纳二极管的击穿电压必 须小于OVP的最大工作电压(72V),击穿时齐 纳二极管电流最大。

串联电阻(R3)既要足够大,以限制过压时 齐纳二极管的功耗,又要足够小,在最小输入 电压时能够维持OVP器件正常工作。

图2中电阻R3的阻值根据以下数据计算:齐纳二极管D1的击穿电压为54V;过压时峰值 为150V,齐纳二极管的功率小于3W。根据这 些数据要求,齐纳二极管流过的最大电流为: 3W巧4V=56mA

根据这个电流,R3的下限为:

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R3的峰值功耗为:

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如果选择比5.3W对应电阻更小的阻值,则 会在电阻和齐纳二极管上引起相当大的功率消 耗。

为了计算电阻R3的上限,必须了解供电电 压的最小值。保证MAX6495正常工作的最小 输入电压为5.5V。例如,假设供电电压的最小 值为6V,正常工作时R3的最大压降为500mV。 由于MAX6495的工作电流为150pA(最大),相 应电阻的最大值为:

500mWl501.tA=3.3k.O

图2中的R3设置为2kQ,可以保证供电电 113

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有些应用需要利用输出电容储存能量,并 且能够在瞬间离压的条件下继续维持下游电路 的供电,利用圈5电路可以达到这一目的。 MAX6495.MAX6499黻AX6397定旺AX6398通过内部100mA的电流源连接到GATE输出, 浚对栅极电容襁输窭毫容放电。电流源先对 GATE放电(电流I。,绿色箭头),直到GATE 斡电舔等于OUTFB电舔,然嚣鼗舞麓强,瞧漉 源继续降低GATE电压,最后,荫到内部的箝 筮二辍管变为委淀镳萎,霹输爨电容敦毫(毫 流I,,红色箭头)。

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如果将SET外部的分压电阻连接到输出 蕊,薅不是输入端<参考上述黾路基),使 max6495一max6499max6397/max6398工作="" 在限蠛摸式,发生过匿时,电路会定期地对输="" 出电容进行充电。电容电压跌落到过压门限的="" 漾回电疆以下时,mosfet导通,对电容充电;="" 当电容电压达到过压门限时,mosfet断拜。="" 圈6给出。了max6495一max6499/="" max6397傩ax6398工作在过压监控模式的电="" 路。输入电压经过电阻分压后连接到set引脚,="">

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1.14

过压保护电路

作者:Eric Schlaepfer

作者单位:Maxim公司

刊名:

电子产品世界

英文刊名:ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD

年,卷(期):2007(11)

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dzcpsj200711021.aspx

范文四：过压保护电路

过压保护电路

过压保护的备用电路: 技巧和窍门

Eric Schlaepfer, 应用工程师

引言

MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398过压保护(OVP)器件用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏。器件通过控制外部串联在电源线上的n沟道MOSFET实现。当电压超过用户设置的过压门限时，拉低MOSFET的栅极，MOSFET关断，将负载与输入电源断开。

过压保护(OVP)器件数据资料中提供的典型电路可以满足大多数应用的需求(图1)。然而，有些应用需要对基本电路进行适当修改。本文讨论了两种类似应用:增大电路的最大输入电压，在过压情况发生时利用输出电容存储能量。

图1. 过压保护的基本电路

增加电路的最大输入电压

虽然图1电路能够工作在72V瞬态电压，但有些应用需要更高的保护。因此，如何提高OVP器件的最大输入电压是一件有意义的事情。图2所示电路增加了一个电阻和齐纳二极管，用来对IN的电压进行箝位。如果增加一个三极管缓冲器(图3)，就可以降低对并联稳压器电流的需求，但也提高了设计成本。

齐纳二极管的选择，要求避免在正常工作时消耗过多的功率，并可承受高于输入电压最大值的电压。此外，齐纳二极管的击穿电压必须小于OVP

的最大工作电压(72V)，击穿时齐纳二极管电流最大。

串联电阻(R3)既要足够大，以限制过压时齐纳二极管的功耗，又要足够小，在最小输入电压时能够维持OVP器件正常工作。

图2中电阻R3的阻值根据以下数据计算:齐纳二极管D1的击穿电压为54V;过压时峰值为150V，齐纳二极管的功率小于3W。根据这些数据要求，齐纳二极管流过的最大电流为:

3W/54V = 56mA

根据这个电流，R3的下限为:

(150V - 54V)/56mA = 1.7kΩ

R3的峰值功耗为:

(56mA)2 × 1.7kΩ = 5.3W

如果选择比5.3W对应电阻更小的阻值，则会在电阻和齐纳二极管上引起相当大的功率消耗。

为了计算电阻R3的上限，必须了解供电电压的最小值。保证MAX6495正常工作的最小输入电压为5.5V。例如，假设供电电压的最小值为6V，正常工作时R3的最大压降为500mV。由于MAX6495的工作电流为150μA (最大)，相应电阻的最大值为:

500mV/150μA = 3.3kΩ

图2中的R3设置为2kΩ，可以保证供电电压略小于6V时OVP器件仍可以正常工作。

注意，发生过压故障时，R3和D1 (图2)需要耗散相当大的功率。如果过压条件持续时间较长(如:几十毫秒以上)，图3所示电路或许更能胜任

应用的要求。图中射极跟随器通过降低从R3与D1节点抽取的电流大大增加R3所允许的最大值。以β值为100的三极管为例，此时150μA的器件工作电流变成1.5μA。这种情况下，不能忽略5μA的二极管反向漏电流。R3为10kΩ，因此，由于漏电流在R3上产生的压降会达到50mV。

在IN和GND间使用一个1μF (最小值)的陶瓷电容。确保器件的电压范围满足输入电压的要求，须注意MOSFET的VDS_MAX额定值。

利用输出端电容储能

发生过压时，典型应用电路能够对输出电容自动放电，以保护下游电路(图4)，有些应用需要利用输出电容储存能量，并且能够在瞬间高压的条件下继续维持下游电路的供电，利用图5电路可以达到这一目的。

图4. 典型的限压电路提供输出电容放电通道

MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398通过内部100mA的电流源(见图4)连接到GATE输出，以对栅极电容和输出电容放电。电流源先对GATE放电(电流I1，绿色箭头)，直到GATE的电压等于OUTFB电压，然后断开FET，电流源继续降低GATE电压，最后，直到内部的箝位二极管变为正向偏置，对输出电容放电(电流I2，红色箭头)。

图5. 带有输出电容储能功能的过压限制电路

如果OUTFB没有连接，则断开了通过箝位二极管放电的通路，不再对输出电容放电。然而，MOSFET的栅极就不再有保护箝位二极管，VGS_MAX有可能超出额定值。

在MOSFET源极和栅极之间增加一个外部箝位二极管(图5中的D1)可重新建立输出端与100mA恒流源之间的通路。在栅极和GATE引脚之间增

加一个串联电阻(图5中的R3)，将会限制输出电容的放电电流，降低电流。限制放电电流的同时会增加电路的断开时间，也降低了电路对瞬态过压的响应速度。在串联电阻两端并联一个电容(图5中的C4)可以减轻对响应时间的影响，还可以选择使用电阻R4，避免OUTFB浮空。

如果将SET外部的分压电阻连接到输出端，而不是输入端(参考上述电路图)，使MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398工作在限幅模式，发生过压时，电路会定期地对输出电容进行充电。电容电压跌落到过压门限的滞回电压以下时，MOSFET导通，对电容充电;当电容电压达到过压门限时，MOSFET断开。

图6给出了MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398工作在过压监控模式的电路。输入电压经过电阻分压后连接到SET引脚，当输入过压时，断开MOSFET，并将一直维持断开状态，直到解除输入过压故障。

图6. 过压监测模式下的过压比较配置

范文五：过压保护电路图

过压保护电路

元器件选择:光电耦合器用4N25或类似品。三极管用***率管 3BG12或3BG13均可。继电器触点选用5A以上。线圈工作电压可自定(5V以上至十几伏均可)。用发光二极管LED做续流管，可兼作指示器。需要动 手改动的是电源，变压器初级按最大值380V计算(这里按初级380V有效值计算)，这样可确保相电压一旦等于线电压时，装置能正常工作而不致于损坏，次 级电压根据继电器线圈工作电压确定，具体要求可参考整流电路的技术要求。

如图所示保护电路电路是利用光电耦合器的通断与否进行控制。电压正常时，光电耦合器几乎无输 出，VT管被反偏而截止。当某种原因使电路电压升高时(零线断线或零线错接成相线等)，取样电路次级电压随之升高，光电耦合器满足工作条件。光耦输出电流 增大，使VT管偏置电压升高并饱和导通，执行机构继电器动作吸合，切断电源进而达到保护电器的目的。若故障消除，电压随之正常，该电路立即退出工作，恢复 电路供电。

MAX6495-MAX6499/MAX6397/MAX6398过压保护(OVP)器件用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏。器件通过控制外部 串联在电源线上的n沟道MOSFET实现。当电压超过用户设置的过压门限时，拉低MOSFET的栅极，MOSFET关断，将负载与输入电源断开。

过压保护器件数据资料中提供的典型电路可以满足大多数应用的需求(图1)。然而，有些应 用需要对基本电路进行适当修改。本文讨论了两种类似应用:增大电路的最大输入电压，在过压情况发生时利用输出电容存储能量。

图1 过压保护的基本电路

增加电路的最大输入电压

虽然图1电路能够工作在72V瞬态电压，但有些应用需要更高的保护。因此，如何提高 OVP器件的最大输入电压是一件有意义的事情。图2所示电路增加了一个电阻和齐纳二极管，用来对IN的电压进行箝位。如果增加一个三极管缓冲器(图3)， 就可以降低对并联稳压器电流的需求，但也提高了设计成本。

图2 增大最大输入电压的过压保护电路

图3 功过三极管缓冲器增大输入电压的过压保护电路

齐纳二极管的选择，要求避免在正常工作时消耗过多的功率，并可承受高于输入电压最大值的 电压。此外，齐纳二极管的击穿电压必须小于OVP的最大工作电压(72V)，击穿时齐纳二极管电流最大。

串联电阻(R3)既要足够大，以限制过压时齐纳二极管的功耗，又要足够小，在最小输入电 压时能够维持OVP器件正常工作。

图2中电阻R3的阻值根据以下数据计算:齐纳二极管D1的击穿电压为54V;过压时峰值为 150V，齐纳二极管的功率小于3W。根据这些数据要求，齐纳二极管流过的最大电流为:

3W/54V = 56mA

根据这个电流，R3的下限为:

(150V - 54V)/56mA = 1.7kW

R3的峰值功耗为:

(56mA)2 × 1.7kW = 5.3W

如果选择比5.3W对应电阻更小的阻值，则会在电阻和齐纳二极管上引起相当大的功率消耗。

为了计算电阻R3的上限，必须了解供电电压的最小值。保证MAX6495正常工作的最小输入电压为5.5V。例如，假设供电电压的最小值为 6V，正常工作时R3的最大压降为500mV。由于MAX6495的工作电流为150mA(最大)，相应电阻的最大值为:

500mV/150mA = 3.3kW

图2中的R3设置为2kW，可以保证供电电压略小于6V时OVP器件仍可以正常工作。

注意，发生过压故障时，R3和D1(图2)需要耗散相当大的功率。如果过压条件持续时间较长 (如几十毫秒以上)，图3所示电路或许更能胜任应用的要求。图中射极跟随器通过降低从R3与D1节点抽取的电流大大增加R3所允许的最大值。以b值为 100的三极管为例，此时150mA的器件工作电流变成1.5mA。这种情况下，不能忽略5mA的二极管反向漏电流。R3为10kW，因此，由于漏电流在 R3上产生的压降会达到50mV。

在IN和GND间使用一个1mF (最小值)的陶瓷电容。确保器件的电压范围满足输入电压的要求，须注意MOSFET的VDS_MAX额定值。

利用输出端电容储能

发生过压时，典型应用电路能够对输出电容自动放电，以保护下游电路(图4)

图 4 典型的限压电路提供输出电容放电通道

有些应用需要利用输出电容储存能量，并且能够在瞬间高压的条件下继续维持下游电路的供 电，利用图5电路可以达到这一目的。

图 5 带有输出电容储能功能的过压限制电路

MAX6495-MAX6499/MAX6397/MAX6398通过内部100mA的 电流源连接到GATE输出，以对栅极电容和输出电容放电。电流源先对GATE放电(电流I1，绿色箭头)，直到GATE的电压等于OUTFB电压，然后断 开FET，电流源继续降低GATE电压，最后，直到内部的箝位二极管变为正向偏置，对输出电容放电(电流I2, 红色箭头)。

如果OUTFB没有连接，则断开了通过箝位二极管放电的通路，不再对输出电容放电。然 而，MOSFET的栅极就不再有保护箝位二极管，VGS_MAX有可能超出额定值。

在MOSFET源极和栅极之间增加一个外部箝位二极管(图5中的D1)可重新建立输出端 与100mA恒流源之间的通路。在栅极和GATE引脚之间增加一个串联电阻(图5中的R3)，将会限制输出电容的放电电流，降低电流。限制放电电流的同时 会增加电路的断开时间，也降低了电路对瞬态过压的响应速度。在串联电阻两端并联一个电容(图5中的C4)可以减轻对响应时间的影响，还可以选择使用电阻 R4，避免OUTFB浮空。

如果将SET外部的分压电阻连接到输出端，而不是输入端(参考上述电路图)，使 MAX6495-MAX6499/MAX6397/MAX6398工作在限幅模式，发生过压时，电路会定期地对输出电容进行充电。电容电压跌落到过压门限 的滞回电压以下时，MOSFET导通，对电容充电;当电容电压达到过压门限时，MOSFET断开。

图6给出了MAX6495-MAX6499/MAX6397/MAX6398工作在过压 监控模式的电路。输入电压经过电阻分压后连接到SET引脚，当输入过压时，断开MOSFET，并将一直维持断开状态，直到解除输入过压故障。

图 6 过压监测模式下的过压比较配置

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