5V過壓保護(hù)電路的原理分析

采用5V供電的設(shè)備，當(dāng)供電電壓因各種原因變得過高，可能會(huì)燒壞設(shè)備。

于是5V過壓保護(hù)電路有了用武之地。

▲ 5V過壓保護(hù)電路

一、電路分析1、當(dāng)輸入電壓 Vin ＜ 5.1V 時(shí)：（下圖以輸入電壓 Vin = 5V 舉例）

D1是5.1V穩(wěn)壓管，此時(shí)輸入電壓Vin才5V，小于5.1V，所以穩(wěn)壓管D1未進(jìn)入穩(wěn)壓狀態(tài)，不導(dǎo)通。 5.1V穩(wěn)壓管不導(dǎo)通，導(dǎo)致三極管Q2的b極和e極都是5V，也就是Vbe = 0，所以三極管Q2也不導(dǎo)通。 MOS管Q1的g極被電阻R3拉到0V，MOS管Q1的 Vgs = 0V - 5V = -5V, 所以MOS管Q1導(dǎo)通， Vout電壓等于5V，對(duì)后級(jí)電路正常供電。2、當(dāng)輸入電壓Vin在5.1V到5.7V之間時(shí)：（下圖以輸入電壓 Vin = 5.4V 舉例）

此時(shí)輸入電壓Vin ＝ 5.4V，大于穩(wěn)壓管D1的穩(wěn)壓值5.1V，所以穩(wěn)壓管導(dǎo)通并穩(wěn)壓在5.1V。 此時(shí)三極管Q2的 Vbe = 5.1V - 5.4V= -0.3V。PN結(jié)的導(dǎo)通電壓要求Vbe達(dá)到-0.6V，所以三極管Q2仍然不導(dǎo)通。 MOS管Q1的g極被電阻R3拉到0V。MOS管Q1的 Vgs = -5.4V, 所以MOS管Q1導(dǎo)通， Vout電壓等于5.4V，對(duì)后級(jí)電路正常供電。3、當(dāng)輸入電壓 Vin > 5.7V時(shí)：（下圖以輸入電壓 Vin = 5.8V 舉例）

此時(shí)存在3條電流路徑。

紅色的電流路徑①：電阻R1兩端的電壓 = 5.8V - 5.1V = 0.7V，流過0.7mA的電流。

粉色的電流路徑②：三極管Q2的Vbe = 5.2V - 5.8V = -0.6V，三極管Q2被打開，并飽和導(dǎo)通。

藍(lán)色的電流路徑③：三極管Q2被打開，流過R3的電流 = 5.8 / 4.7 = 1.23mA。

此時(shí)MOS管Q1的 Vgs = 0，所以MOS管Q1不導(dǎo)通，即此時(shí)“5V過壓保護(hù)電路”認(rèn)為輸入電壓Vin已經(jīng)過高，將輸出電壓Vout關(guān)斷，從而保護(hù)了后面的負(fù)載電路。輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的關(guān)系大致如下：

二、電路擴(kuò)展如果要改為其他電壓的過壓保護(hù)電路，主要是換用不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管就行。

▲ 某一系列的穩(wěn)壓管有多種穩(wěn)壓值可選 換了穩(wěn)壓管，當(dāng)然還要對(duì)應(yīng)留意其他元件的參數(shù)，看是否要修改。

比如：

1、穩(wěn)壓管D1的限流電阻R1是否要調(diào)整。電流太小穩(wěn)壓管不導(dǎo)通，電流太大則電路功耗增加。

2、三極管Q2的基極限流電阻R2是否要調(diào)整。

3、MOS管Q1的Vgs是否還在合理范圍。

三、最后大學(xué)應(yīng)屆畢業(yè)生找工作，這種電路可能會(huì)考。 面試官可以同時(shí)考察應(yīng)屆生對(duì)穩(wěn)壓二極管、三極管、MOS管應(yīng)用的掌握情況。 聲明： 本文轉(zhuǎn)載自電路啊公眾號(hào)，如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題，請(qǐng)聯(lián)系工作人員微（13237418207），我們將在第一時(shí)間和您對(duì)接刪除處理! 投稿/招聘/廣告/課程合作/資源置換請(qǐng)加微信：13237418207