電源對(duì)于大多數(shù)產(chǎn)品/小工具至關(guān)重要。如果我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)沒(méi)有考慮電源部分，它有時(shí)會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的故障，我們不希望這樣。當(dāng)您設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)尤其如此。用戶有可能通過(guò)使用具有高于產(chǎn)品額定電壓的高壓輸出的電源來(lái)破壞產(chǎn)品。在這種情況下，您需要在電路中使用過(guò)壓保護(hù)單元以防止其發(fā)生故障。這是一種使用SCR和齊納二極管的過(guò)壓保護(hù)電路。

所需組件

可控硅 （ BT-145-800R ）

齊納二極管（1N4743A）

保險(xiǎn)絲（1A）

電阻（680Ω）

可控硅整流器 ：

它是一個(gè)三端子器件，其端子名為陽(yáng)極、陰極和柵極。反向偏置時(shí)，它的工作方式類似于典型的PN結(jié)二極管。但在正向偏置狀態(tài)經(jīng)陽(yáng)極的電流由柵極電流決定。當(dāng)指定的電流（每個(gè)SCR唯一）流過(guò)柵極時(shí)，SCR就像一個(gè)普通的PN結(jié)二極管。此時(shí)，電流通過(guò)SCR從陽(yáng)極流向陰極。這也導(dǎo)致陽(yáng)極和陰極兩端的電壓下降，因?yàn)镾CR的正向電壓通常下降到1V左右。

齊納二極管：

與常規(guī)PN結(jié)二極管不同，當(dāng)施加一定的反向電壓時(shí)，它允許電流向后流動(dòng)。它被稱為齊納電壓。除了允許電流以反向偏置方向流過(guò)外，齊納二極管還在其端子上保持齊納電壓。為此，需要為其提供稱為齊納電流的固定電流。必須小心，因?yàn)辇R納電流不應(yīng)超過(guò)其極限，否則會(huì)損壞設(shè)備。

過(guò)壓保護(hù)電路工作原理：

上述電路旨在保護(hù)連接到它的電路免受超過(guò)13V的電壓的影響。它旨在與 12V 額定電路/設(shè)備一起使用。通常，12V器件的容差最高可達(dá)13V。因此，它將建立超過(guò)13V的保護(hù)，此外，這將為電源提供必要的回旋余地。

在該電路中，J1用于連接電源，J2用于連接需要供電和保護(hù)的設(shè)備/電路。

當(dāng)來(lái)自電源的電壓在13V以內(nèi)時(shí)，齊納二極管將不導(dǎo)通電流，SCR將處于非導(dǎo)通狀態(tài)。這里我們使用齊納電壓（13V）的齊納二極管，因此當(dāng)電源電壓超過(guò)13V時(shí)，齊納二極管開(kāi)始導(dǎo)通，電流流過(guò)它。

如前所述，齊納二極管應(yīng)為限流齊納二極管電流。根據(jù)數(shù)據(jù)表，1N4743A的典型齊納電流為19mA。使用歐姆定律，我們可以計(jì)算出與之一起使用的電阻器。

Vz = 13v

Iz = 19mA

R = Vz / Iz

=680?

因此，我們將R1固定為680Ω。

電阻兩端產(chǎn)生的齊納電流和電壓觸發(fā)了SCR的柵極端子。根據(jù)數(shù)據(jù)表，導(dǎo)通可控硅（BT-145-800R）所需的柵極電流為5mA。因此，齊納電流觸發(fā)SCR并迫使其傳導(dǎo)電流。

當(dāng)SCR開(kāi)啟時(shí)，它就像短路一樣，因此巨大的電流從陽(yáng)極流向陰極。如前所述，它兩端的電壓下降，因此輸出端不會(huì)顯示電壓。這樣可以保護(hù)連接在端子J2中的電路/設(shè)備。

這種巨大的電流一直持續(xù)到來(lái)自源極或J1的電壓降至13V以下。該電路的另一個(gè)保護(hù)功能是保險(xiǎn)絲，當(dāng)來(lái)自電源的電流超過(guò)1A時(shí)，保險(xiǎn)絲將斷開(kāi)其觸點(diǎn)。這將停止進(jìn)一步的電流流動(dòng)。

保險(xiǎn)絲非常重要，因?yàn)樵S多電源本身缺乏內(nèi)部電流限制或短路預(yù)防功能。保險(xiǎn)絲電流額定值應(yīng)小于用戶可用于為該電路供電的電源的短路電流。這將確保成功消除來(lái)自電源的電流路徑電流達(dá)到其最大短路電流閾值。

注意：

用預(yù)期的保護(hù)電壓替換齊納電壓的齊納二極管

輸入電壓不應(yīng)超過(guò)齊納和可控硅的絕對(duì)最大額定值。