一天看懂一个原理图(day7)电源输入部分

一、SMD1812P075TF/24 是一款自恢复保险丝(PPTC)

它的本质是 "导电聚合物 + 炭黑" 复合材料 ;

常温时,炭黑形成连续导电通路,电阻很低;

过流发热时,聚合物膨胀切断导电通路,电阻飙升实现限流。

1. 常温 / 正常工作状态

  • 内部的半结晶聚合物基体中均匀混合了导电炭黑颗粒,炭黑相互接触形成连续的导电通路。
  • 此时器件电阻非常小(毫欧级),对电路几乎没有压降影响,电流可以正常通过。

2. 过流 / 故障触发状态

  • 当电路出现过流(或短路)时,大电流通过 PPTC,根据焦耳定律 \(Q=I^2Rt\),器件内部会快速发热。
  • 温度升高到聚合物的玻璃化转变温度(约 120~150℃)以上时,聚合物基体从结晶态变为无定形态,发生剧烈膨胀。
  • 膨胀的聚合物会撑开炭黑颗粒,导电通路被切断,器件电阻瞬间飙升几个数量级(从毫欧级到兆欧级),电流被限制在极低水平,实现 "限流保护"。

3. 故障排除 / 自动恢复状态

  • 故障排除后,电路电流恢复正常,PPTC 的温度逐渐下降,聚合物基体收缩回结晶态。
  • 炭黑颗粒重新接触,导电通路恢复,器件电阻回到低阻状态,电路自动恢复工作,无需更换器件。

二、1.5KE43A 是一颗双向瞬态抑制二极管(TVS),用来防 "浪涌" 过压冲击的保护器件

1. 1.5KE43A拆解型号

  • 1.5KE:系列号,代表1500W 峰值脉冲功率(能扛住的浪涌能量级别)
  • 43:关键参数,代表它的反向击穿电压约 43V
  • 尾号 A:代表单向型(阳极接 GND,阴极接 + 24V,只能吸收正向过压尖峰)

2.作用

正常 24V 工作时,它完全不工作,对电路没影响;一旦有超过约 43V 的尖峰电压窜进来,它会瞬间导通,把尖峰的能量泄放到 GND,把电压钳住,保护后面的电路不被击穿。

3.浪涌

用一个生活化的比喻:

  • 你把水管正常打开,水流稳定,就像电路里正常的 24V 电压
  • 突然水管里窜进一股高压水流(比如水泵瞬间启动),压力暴增,差点把水管冲爆,这股 "突然冲进来的高压水",就是浪涌

放到电路里:

  • 浪涌就是电压 / 电流突然、短暂的 "高压尖峰",一般持续几微秒到几毫秒,电压可能瞬间冲到几十伏甚至上百伏。
  • 来源很多:电源开关、电机启停、感性负载断开、雷击感应、附近大功率设备启动等。

三、L4(10mH):电源输入的 "EMI 滤波电感"

L4在 + 24V 电源输入回路,和 C1、C2 组成了一个LC 低通滤波器,作用分两个

1.抑制电源线上的高频干扰(EMI)

  • 开关电源工作时,会产生高频开关噪声,这些噪声会通过电源线传导出去,干扰其他设备。
  • L4 对高频信号阻抗很大,会把这些噪声 "挡住",再通过 C1、C2 泄放到地,防止干扰污染电源总线。

2.抑制电流突变,保护前端电路

  • 当后端负载突然变化(比如电机启动、MOS 管开关),电流会瞬间突变。
  • L4 会抑制这种电流尖峰,防止它冲击前端的保险丝、TVS 管和电源模块,提升整个系统的稳定性。
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