一種使用SCR和齊納二極管的過壓保護電路

電源對于大多數(shù)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，它有時會導致災難性的故障，我們不希望這樣。當您設計產品時尤其如此。用戶有可能通過使用具有高于產品額定電壓的高壓輸出的電源來破壞產品。在這種情況下，您需要在電路中使用過壓保護單元以防止其發(fā)生故障。這是一種使用SCR和齊納二極管的過壓保護電路。

所需組件

可控硅 （ BT-145-800R ）

齊納二極管（1N4743A）

保險絲（1A）

電阻（680Ω）

可控硅整流器 ：

它是一個三端子器件，其端子名為陽極、陰極和柵極。反向偏置時，它的工作方式類似于典型的PN結二極管。但在正向偏置狀態(tài)經(jīng)陽極的電流由柵極電流決定。當指定的電流（每個SCR唯一）流過柵極時，SCR就像一個普通的PN結二極管。此時，電流通過SCR從陽極流向陰極。這也導致陽極和陰極兩端的電壓下降，因為SCR的正向電壓通常下降到1V左右。

齊納二極管：

與常規(guī)PN結二極管不同，當施加一定的反向電壓時，它允許電流向后流動。它被稱為齊納電壓。除了允許電流以反向偏置方向流過外，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，因為齊納電流不應超過其極限，否則會損壞設備。

過壓保護電路工作原理：

上述電路旨在保護連接到它的電路免受超過13V的電壓的影響。它旨在與 12V 額定電路/設備一起使用。通常，12V器件的容差最高可達13V。因此，它將建立超過13V的保護，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的設備/電路。

當來自電源的電壓在13V以內時，齊納二極管將不導通電流，SCR將處于非導通狀態(tài)。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，電流流過它。

如前所述，齊納二極管應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并迫使其傳導電流。

當SCR開啟時，它就像短路一樣，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，因此輸出端不會顯示電壓。這樣可以保護連接在端子J2中的電路/設備。

這種巨大的電流一直持續(xù)到來自源極或J1的電壓降至13V以下。該電路的另一個保護功能是保險絲，當來自電源的電流超過1A時，保險絲將斷開其觸點。這將停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。保險絲電流額定值應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自電源的電流路徑電流達到其最大短路電流閾值。

注意：

用預期的保護電壓替換齊納電壓的齊納二極管

輸入電壓不應超過齊納和可控硅的絕對最大額定值。