这个是tvs管的一个延伸,我们总工,想要加1个防护来预防51系统的尖峰电压,所以提到了一个tvs管,想钳位电压在5.4v以下。下面我是在各个地方(包含本站)扒下来的资料,加上我的理解和需求。
一、尖峰保护电路的原理
尖峰保护电路是一种用于保护电子元件免受电压尖峰损害的电路结构。电压尖峰可能由多种原因引起,例如电感中的电流突变、PWM开关的关闭等。这些尖峰电压具有很高的能量,一旦累积到一定程度,可能会对电路造成不可逆的损害,如电容被电子束击穿,电感中产生电弧或焊点等。为了解决这个问题,尖峰保护电路被设计用来吸收这些尖峰电压,避免对电路造成损害。
二、常见的尖峰保护电路类型
- RCD吸收电路
RCD吸收电路(Resistor-Capacitor-Diode Absorption Circuit)由电阻、电容和二极管组成。当电路中产生电压尖峰时,这个电路可以提供一个低阻抗的通路,使电感中的能量得以迅速释放,从而抑制尖峰电压的产生。RCD吸收电路适用于低功率的场合。
- MOS尖峰电路
MOS尖峰电路(Metal-Oxide-Semiconductor Spike Circuit)针对MOS(金属氧化物半导体)器件设计,用于抑制针对这种特定类型器件的尖峰电压。
- 电感防尖峰电路
电感防尖峰电路的原理是在电感两端并联适当的电阻、电容和二极管等元件,形成一条低阻抗的通路,使电感中的能量得以迅速释放,从而抑制尖峰电压的产生。其中,RC吸收电路是一种简单的电感防尖峰电路,由电阻和电容组成,但其吸收能力有限。
三、尖峰保护电路的应用
尖峰保护电路广泛应用于各种电子设备中,如电源、电机驱动器、LED驱动器、通信设备等。在电子设备中,尖峰保护电路能够有效地保护电子元件免受电压尖峰的损害,提高电路的稳定性和可靠性。
总的来说,尖峰保护电路是电子电路中非常重要的一部分。了解尖峰保护电路的原理和常见类型,能够帮助我们更好地设计和维护电子设备,提高设备的可靠性和稳定性。
一、过压保护电路
原理:监测输入电压,超过阈值时切断电源或钳位电压。
实现方案:
TVS二极管(瞬态抑制)
电路设计:并联在电源输入端,接地。
选型要点:
反向截止电压()略高于系统最大工作电压。
钳位电压()低于被保护器件耐压值。
峰值脉冲功率(如1.5kW)需覆盖浪涌能量。
典型器件:SMBJ5.0A(5V系统)、P6KE18CA(18V系统)。







这个SMBJ5.0A(5V系统)的tvs管不导通的电压是5v,应该是用的正常接法,也就是电源接的二极管的正极,属于静电等的防护。
毕竟反向连接的击穿电压范围是6.4v-7v,并不满足需求,而且最大的钳位电压是9.2v,所以不符合要求呢。
若使用SMBJ3.3A来做钳位电压的话,也不满足要求,最大的钳位电压是8.0v了。


这是18v系统的,按照tvs的连接是正接正,负接地好像是Vbr是17.1-18.9的范围,可以实现呢。
可控过压关断电路
电路设计:
使用比较器(如LM393)监测电压,触发MOSFET(如IRF540N)关断电源。
选型要点:
分压电阻精度(±1%)确保阈值准确。
MOSFET耐压需高于最大输入电压(如30V系统选60V MOSFET)。
注意事项:
TVS应靠近被保护器件,接地路径短且低阻抗。
高功率场景需加散热片或选择大功率TVS(如SA系列)。
二、过流保护电路
原理:检测电流,超过阈值时切断电源或限流。
实现方案:
自恢复保险丝(PTC)
电路设计:串联在电源路径中。
选型要点:
保持电流()略大于正常工作电流。
动作时间需匹配过流保护需求(如0.5A系统选RXEF050)。
电子保险丝(eFuse)
电路设计:
电流检测电阻(如0.1Ω) + 运放(如LM358) + MOSFET(如AO3400)。
选型要点:
检测电阻功率()需满足散热要求。
MOSFET的要低(如5mΩ),减少压降。
注意事项:
检测电阻尽量选用四线制(Kelvin连接)提高精度。
电子保险丝需设计锁存或自动恢复逻辑。
三、防反接保护电路
原理:防止电源极性接反损坏电路。
实现方案:
二极管串联
电路设计:在电源正极串联肖特基二极管(如1N5822)。
选型要点:
正向电流()需大于系统最大电流。
压降要低(如0.3V)。
MOSFET防反接
电路设计:
P-MOS管(如IRF4905)用于高侧开关,利用体二极管特性实现自动关断。
选型要点:
MOSFET耐压()需高于输入电压。
栅极电阻(如10kΩ)防止误触发。
注意事项:
二极管方案适合小电流(<5A),大电流优选MOSFET。
MOSFET防反接需注意体二极管反向恢复时间。
四、防抖动电路(去抖电路)
原理:消除机械开关触点抖动导致的误触发。
实现方案:
RC硬件去抖
电路设计:
开关并联电容(如0.1μF),串联电阻(如10kΩ)。
选型要点:
RC时间常数(如)需大于抖动时间(通常5~20ms)。
施密特触发器去抖
电路设计:使用施密特触发器芯片(如74HC14)整形信号。
选型要点:
输入阈值匹配系统电压(如3.3V或5V)。
注意事项:
高可靠性场景可结合硬件去抖与软件去抖(如延时检测)。
设计注意事项总结
过压保护:
TVS/稳压管选型需覆盖最大瞬态能量。
关断电路响应时间(μs级)要快于被保护器件损伤时间。
过流保护:
检测电阻温漂影响精度,优选低温漂合金电阻(如锰铜)。
自恢复保险丝在高温环境下可能误触发。
防反接:
二极管方案压降可能导致低电压系统异常。
MOSFET防反接需确保栅极驱动电压足够(如P-MOS需负压关断)。
防抖动:
RC电路可能影响信号边沿速度,高速信号慎用。
施密特触发器需电源稳定性高,避免阈值漂移。
典型应用场景
保护类型 典型场景 推荐方案
过压保护 车载电子(12V系统) TVS(P6KE18CA) + 比较器关断
过流保护 电池供电设备(如无人机) 电子保险丝(eFuse)
防反接 工业设备电源接口 MOSFET防反接(IRF4905)
防抖动 机械按键控制(如仪器面板) RC去抖 + 74HC14施密特触发器
补:为了儿子也是累的不行了,工作那里开始做emc测试、蓝牙、陀螺仪了,回头有空先弄一下emc测试相关的。