保护电路设计方法 - 过电压保护
直流电源过电压过流保护电路
直流电源过电压、欠电压及过流保护电路该保护电路在直流电源输入电压大于30V或小于18V或负载电流超过35A时，晶闸管都将被触发导通，致使断路器QF跳闸。
图中，YR为断路器QF的脱扣线圈；KI为过电流继电器。
带过流保护的电动自行车无级调速电路图中，RC为补偿网络，以改善电动机的力矩特性。
具体数值由实验决定。
电路如图16-91所示。
它适用于电动自行车或电动三轮车。
调节电位器RP，可改变由555时基集成电路A组成的方波发生器的方波占空比，达到调速的目的。
Rs是过电流取样电阻，当电动机过载时，Rs上的压降增大，使三极管VTz导通，触发双向晶闸管V导通，分流了部分负载，从而保护了功率管VTi。
过流保护用电子保险的制作电路图本电路适用于直流供电过流保护，如各种电池供电的场合。
如果负载电流超过预设值，该电子保险将断开直流负载。
重置电路时，只需把电源关掉，然后再接通。
该电路有两个联接点(A、B标记)，可以连接在负载的任意一边。
负载电流流过三极管T4、电阻R10和R11。
A、B端的电压与负载电流成正比，大多数的电压分配在电阻上。
当电源刚刚接通时，全部电源电压加在保险上。
三极管T2由R4的电流导通，其集电极的电流值由下式确定：VD4=VR7+0.6。
因为D4上的电压(VD4)和R7上的电压(VR7)是恒定的，所以T2的集电极电流也是恒定。
该三极管提供稳定的基极电流给T3，因而使其导通，接着又提供稳定的基极电流给T4。
保险导电，负载有电流流过。
当电源刚接通时，电容器C1提供一段延时，从而避免T1导电和保持T2断开。
保险上的电压(VAB)通常小于2V，具体值取决于负载电流。
当负载电流增大时，该电压升高，并且在二极管D4导通时，达到分流部分T2的基极电流，T2的集电极电流因而受到限制。
由此，保险上的电压进一步增大，直到大约4.5V，齐纳二极管D1击穿，使T1导通，T2便截止，这使得T3和T4也截止，此时保险上的电压增大，并且产生正反馈，使这些三极管保持截止状态。
如何进行电路的电压和电流保护
如何进行电路的电压和电流保护电路的电压和电流保护是电子工程中非常重要的一部分。
如果电路没有得到有效的保护，可能会导致设备损坏、电击事故甚至发生火灾。
因此，正确的电压和电流保护策略对于确保电路的安全运行至关重要。
本文将向读者介绍如何进行电路的电压和电流保护，以及常见的保护方法和设备。
在电路设计中，保护电路免受过电流和过电压的伤害是至关重要的。
过电流和过电压可能是由故障、电源不稳定、操作失误或外部干扰等原因引起的。
因此，我们需要采取适当的措施来保护电路，以防止这些问题的发生。
一、电流保护1. 熔断器熔断器是一种常用的电流保护设备。
它们一般安装在电路中的关键位置，当电流超过其额定值时，熔断器会自动断开电路，以保护设备免受过电流的伤害。
熔断器的额定电流应根据电路负载和设计要求来选择合适的数值。
2. 电流限制器电流限制器可以限制电路中通过的电流，确保其值不会超过安全范围。
它们可以采用不同的工作原理，例如可调电阻、电感或电感与电容的组合。
具体选择哪种类型的电流限制器取决于电路的要求和应用环境。
3. 电流传感器电流传感器可以监测电路中的电流变化，并在电流超过安全范围时提供相应的信号。
这些传感器可以用于实时监测电流，并与其他保护装置结合使用，以及进行电路的自动断开，确保电路安全运行。
二、电压保护1. 过压保护器过压保护器可以检测电路中的电压，一旦电压超过额定值，它们会快速切断电路，以保护设备。
过压保护器通常采用电压比较器等电子元器件来实现，可以根据具体的应用要求进行调整和设置。
2. 电压稳压器电压稳压器可以将电路中的电压稳定在一个安全的范围内。
电路中的电压变化常常会对设备的正常运行产生不利影响，因此使用电压稳压器可以确保设备在电压波动较大的情况下仍能正常工作。
3. 电压监测器电压监测器可以实时监测电路中的电压，并在电压异常时提供报警或自动断电保护。
这些监测器可以用于检测电压波动、电压失真或供电故障等情况，提醒用户采取相应的措施以确保电路安全。
保护电路常见设计
保护电路常见设计保护电路是电子设计中非常重要的一环，它能有效地保护电子设备免受电路故障或异常工作的损害。
下面将介绍一些常见的保护电路设计。
1. 过载保护电路过载保护电路用于监测电路中的电流，当电流超过设定值时，它会立即切断电路以防止设备过载。
这种保护电路通常由热敏电阻或电流传感器组成，一旦检测到过载电流，它会触发继电器或开关，切断电源供应。
2. 过压保护电路过压保护电路用于防止电路受到过高的电压损害。
它通常由电压比较器和继电器组成。
当电路输入电压超过设定值时，电压比较器会触发继电器，切断电源供应。
3. 短路保护电路短路保护电路用于防止电路发生短路故障，它能够及时切断电源供应，以避免设备损坏。
这种保护电路通常由电流传感器和继电器组成，一旦检测到短路电流，电流传感器会触发继电器，切断电源供应。
4. 过温保护电路过温保护电路用于监测电路中的温度，当温度超过设定值时，它会触发继电器或开关，切断电源供应。
这种保护电路通常由温度传感器和继电器组成，一旦检测到过温，温度传感器会触发继电器，切断电源供应。
5. 欠压保护电路欠压保护电路用于监测电路输入电压，当输入电压低于设定值时，它会触发继电器或开关，切断电源供应。
这种保护电路通常由电压比较器和继电器组成，一旦检测到欠压，电压比较器会触发继电器，切断电源供应。
以上介绍了一些常见的保护电路设计，它们在电子设备中起着至关重要的作用，能够有效地保护电路免受损坏。
在设计过程中，需要根据实际需求选择合适的保护电路，并注意电路的可靠性和稳定性。
保护电路的设计需要经过充分的测试和验证，以确保其正常工作和可靠性。
只有在保护电路设计得当的情况下，才能更好地保护电子设备，延长其使用寿命。
过电压保护ppt课件
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
直流电源过电压过流保护电路
直流电源过电压、欠电压及过流保护电路该保护电路在直流电源输入电压大于30V或小于18V或负载电流超过35A时，晶闸管都将被触发导通，致使断路器QF跳闸。
图中，YR为断路器QF的脱扣线圈；KI为过电流继电器。
带过流保护的电动自行车无级调速电路图中，RC为补偿网络，以改善电动机的力矩特性。
具体数值由实验决定。
电路如图16-91所示。
它适用于电动自行车或电动三轮车。
调节电位器RP，可改变由555时基集成电路A组成的方波发生器的方波占空比，达到调速的目的。
Rs是过电流取样电阻，当电动机过载时，Rs上的压降增大，使三极管VTz导通，触发双向晶闸管V导通，分流了部分负载，从而保护了功率管VTi。
过流保护用电子保险的制作电路图本电路适用于直流供电过流保护，如各种电池供电的场合。
如果负载电流超过预设值，该电子保险将断开直流负载。
重置电路时，只需把电源关掉，然后再接通。
该电路有两个联接点(A、B标记)，可以连接在负载的任意一边。
负载电流流过三极管T4、电阻R10和R11。
A、B端的电压与负载电流成正比，大多数的电压分配在电阻上。
当电源刚刚接通时，全部电源电压加在保险上。
三极管T2由R4的电流导通，其集电极的电流值由下式确定：VD4=VR7+0.6。
因为D4上的电压(VD4)和R7上的电压(VR7)是恒定的，所以T2的集电极电流也是恒定。
该三极管提供稳定的基极电流给T3，因而使其导通，接着又提供稳定的基极电流给T4。
保险导电，负载有电流流过。
当电源刚接通时，电容器C1提供一段延时，从而避免T1导电和保持T2断开。
保险上的电压(VAB)通常小于2V，具体值取决于负载电流。
当负载电流增大时，该电压升高，并且在二极管D4导通时，达到分流部分T2的基极电流，T2的集电极电流因而受到限制。
由此，保险上的电压进一步增大，直到大约4.5V，齐纳二极管D1击穿，使T1导通，T2便截止，这使得T3和T4也截止，此时保险上的电压增大，并且产生正反馈，使这些三极管保持截止状态。
单片机5v过压保护电路
单片机5v过压保护电路在单片机应用领域中，过压保护电路是一项非常重要的设计需求。
过高的电压可能对系统中的电子元件造成损坏或短路，导致不可预料的后果。
为了保护单片机及其周边电路免受过电压的影响，设计一个稳定可靠的5V过压保护电路至关重要。
本文将探讨一种基于电阻和二极管的简单过压保护电路设计。
1.电路工作原理这个过压保护电路的工作原理非常简单。
当输入电压超过正常范围时，该电路将自动切断过高的电压并保护单片机及其周边电路。
具体来说，当电压超过一定的阈值时，二极管将被反向极化，阻止过高的电压通过。
而当电压处于正常范围内时，电流则通过电阻和二极管进入单片机。
2.电路设计为了实现单片机5V过压保护，我们需要选择合适的电阻和二极管。
首先，选择一个能够承受过电压的二极管，常见的选择是1N4148型号的二极管。
其次，选择适当的电阻阻值来限制电流。
根据欧姆定律，我们可以通过选择合适的电阻阻值来控制电流大小。
通常情况下，电阻的阻值在几千到几十千欧姆之间。
此外，还需要考虑电阻的功率耗散能力，确保选用的电阻能够承受过高的功率。
3.电路连接连接这个过压保护电路非常简单。
首先，将二极管正极连接到单片机的5V电源引脚，将二极管负极连接到输入电压。
然后，将电阻与二极管进行串联连接。
最后，将电阻与单片机的地引脚连接在一起以形成电流回路。
4.电路测试在完成电路连接之后，我们需要进行测试以确保过压保护电路的功能正常。
首先，使用一个恒定的输入电压，逐渐增加电压直到超过5V。
如果一切正常，电压将被保持在5V，同时过高的电压将被过滤掉。
此外，可以通过对单片机进行正常操作来验证过压保护电路对电路运行的影响。
5.电路改进这种简单的过压保护电路虽然易于设计和实现，但可能存在一些改进的空间。
首先，我们可以增加一个电压监测芯片，用于检测输入电压并在超过阈值时触发保护电路。
其次，我们可以考虑使用更先进的电阻和二极管来提高电路的稳定性和可靠性。
此外，还可以添加熔丝或热释电保险丝来进一步保护电路免受过高的电流或短路的影响。
电力设备过电压保护设计技术规程
电力设备过电压保护设计技术规程
一、引言
二、过电压的基本概念和特点
2.1 过电压的定义
2.2 过电压的产生原因
2.3 过电压的分类
三、过电压保护设计思路
3.1 设备保护与系统保护
3.2 过电压保护的基本原则
3.3 过电压保护器的种类和特点
四、具体过电压保护设计方法
4.1 入户过电压保护设计
1.安装过电压保护器设备
2.设置合适的过电压阈值
3.定期检测和维护设备
4.2 输电线路过电压保护设计
1.选择合适的过电压保护器类型
2.设计合理的接地系统
3.定期检测和维护设备
4.3 电力设备内部过电压保护设计
1.采用合适的过电压抑制器
2.设计可靠的保护电路
3.进行必要的故障测试和验证
4.4 电力系统整体过电压分析与保护设计
1.分析系统中可能出现的过电压情况
2.设计合理的过电压保护策略
3.考虑系统的可靠性和稳定性
五、过电压保护装置的选用与调试
5.1 过电压保护装置的选用原则
5.2 过电压保护装置的调试方法
5.3 过电压保护装置的运行与维护
六、过电压保护设计实例分析
6.1 电力设备过电压保护设计实例一6.2 电力设备过电压保护设计实例二
6.3 电力设备过电压保护设计实例三
七、结论
八、参考文献。
完整的电路保护-过流过压保护
通用应用 ---接口电路
1、高速接口电路（USB2.0、IEEE1394、RF 电路、Gigabit以太网、DVI）
C、TVS Diodes/Silicon Avalance Diodes（SADs）
• 4、气体放电管（GDTs）
• 5、工业&轴向压敏电阻
A、Radial Leaded MOVs（UltraMOVTM，C-III，LA，ZA，RA and TMOVTM Varistors）
B、轴向引脚的压敏电阻（MA Series MOVs）
应用电路
• AC / DC DC / DC 转换电路 • 全波 / 半波整流电路 / 逆变电路
推荐产品
• 可控硅（SCR） • 压敏电阻（MOV） • TVS / ULTraMOV
雷电的防护
---电力系统器件应用比较
• 气体放电管 能承受数百微秒内数千安培瞬态雷电电流的冲击。
缺点是对雷电过电压的波头无法进行有效的保护。
C、工业级的压敏电阻（CA，NA，PA，HA，HB34，DA and DB Series varistors ）
Teccor产品应用领域
➢1、个人电子消费产品 ➢2、电源产品 ➢3、通信设备 ➢4、汽车电子 ➢5、其它工业设备
电源产品
A、交流电源
B、不间断电源（UPS）
C、电能表
D、交流电器控制板
用户端设备 1、传真机 2、 xDSL / Modem 3、公用电话 / 无绳电话 / 手机 / VoIP 4、T1 / E1 /J1 5、ISDN 设备 6、用户线路板（SLIC）
局端设备 1、公共分组交换机（PBX） 2、Internet 网关 3、交换机 / 路由器 / 中继器(HUB)
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保护电路设计方法- 过电压保护
2.过电压
保护
⑴过电
压的产生
及抑制方
法
①过电压产生的原因
对于IGBT开关速度较高，IGBT关断时及FWD逆向恢复时，产生很高的di/dt，由于模块周围的接线的电感，就产生了L di/dt电压（关断浪涌电压）。
这里，以IGBT关断时的电压波形为例，介绍产生原因和抑制方法，以具体电路（均适用IGBT/FWD）为例加以说明。
为了能观测关断浪涌电压的简单电路的图6中，以斩波电路为例，在图7中示出了IGBT关断时的动作波形。
关断浪涌电压，因IGBT关断时，主电路电流急剧变化，在主电路分布电感上，就会产生较高的电压。
关断浪涌电压的峰值可用下式求出：
V CESP=E d＋(-L dI c/dt)
式中dl c/dt为关断时的集电极电流变化率的最大值；V CESP为超过IGBT的C-E间耐压(V CES)以至损坏时的电压值。
②过电压抑制方法
作为过电压产生主要因素的关断浪涌电压的抑制方法有如下几种：
1.在IGBT中装有保护电路（=缓冲电路）可吸浪涌电压。
缓冲电路的电容，采用薄膜电容，并靠近IGBT
配置，可使高频浪涌电压旁路。
2.调整IGBT的驱动电路的V CE或R C，使di/dt最小。
3.尽量将电件电容靠近IGBT安装，以减小分布电感，采用低阻抗型的电容效果更佳。
4.为降低主电路及缓冲电路的分布电感，接线越短越粗越好，用铜片作接线效果更佳。
⑵缓冲电路的种类和特
缓冲电路中有全部器件紧凑安装的单独缓冲电路与直流母线间整块安装缓冲电路二类。
①个别缓冲电路
为个别缓冲电路的代表例子，可有如下的缓冲电路
1.RC缓冲电路
2.充放电形RCD缓冲电路
3.放电阻止形RCD缓冲电路
表3中列出了每个缓冲电路的接线图。
特点及主要用途。
表3 单块缓冲电路的接线圈特点及主电用途
②整体缓冲电路
作为这类缓冲电路的代表例子，有下面几种缓冲电路
1.C缓冲电路
2.RCD缓冲电路
最近，为简化缓冲电路的设计，大多采用整体缓冲电路。
表4列出了各种整体缓冲电路的接线图和特点，主要用途。
表5中列出了采用整体缓冲电路时的缓冲电路容量的数值，图8示出了这类缓冲器开断波形的例子。
表4 整体缓冲电路的接线图特点及主要用途
表5 整体（缓冲容量数值）
样品：2MBI100N-060
Ed（Vcc)=300V
V GE＝＋15，－15V
R G=24 Cs＝0．47UF
⑶放电阻止形RCD缓冲电路设计方法
作为IGBT缓冲电路，认为最合理的放电阻止形RCD缓冲电路的基本设计方法说明如下：
①是否适用的研讨
图9 示出了使用放电阻止形RCD缓冲电路时关断时的动作轨迹图
放电阻止形RCD缓冲器，当IGBT的C-E间电压超过直流电源电压时开始工作，其理想的动作轨迹用点线来表示。
但是，在实际装置中’由於缓冲电路接线电感及缓冲二极管过渡正向电压下降的影响，关断时尖峰电压的存在，变成了向右扩张的，如实线所示。
放电阻止形RCD缓冲电路是否时适用取决於关断时动作轨述能否收拔在IGBT的RBSOA内而定
另外。
关断时的峰值电压可用下式求出：
式中Ed：
VFM：
Ls：
dl c/dt：直流电源电压
缓冲二极管过渡止向电压降
缓冲电路的接线电感
关断时的集电极电流变化率的最大值
缓冲二极管的一般过度正向电压降的参考值通常如下
600V级：20-30V
1200V级：40～60V
②缓冲电容（Cs)容量值的计示方法
缓冲电容所必须的容量值可用下式求出：
式中L：
Io：
V CEF：
Ed：主电路的分布电感
IGBT关断时的集电极电流缓冲电容电压的最终值
直流电源电压
V CEF必须控制在小於IGBT的C-E间耐压值。
此外，缓冲电容，要选用高频特性优良的电容（薄膜电容器等）。
③缓冲电阻（Rs）值的求法
对缓冲电阻性能要求是IGBT能进行关断动作，能将缓冲电容上积聚电荷通放电来进行。
IGBT关断时，以放电90%的积聚电荷为条件，由下式可求出缓冲电阻值。
如果将缓冲电阻值设定得过低，缓冲电路冲电流可能振荡，由於IGBT接通时集电极电流峰值增加、在上式荡是的范围内，请设定在最高值为佳。
缓冲电阻产生的损耗P(Rs)和阻值系可由下式求得。
④缓冲二极管的选定
缓冲二极管过渡正向电压降减小是关断时尖峰电压产生的主要原因之一。
另外，缓冲二极管逆向恢复时间变长，在高频开关工作时，使缓冲二极管产生的损耗变大“，缓冲二极管的逆向恢复动作变得困难，在缓冲二极管逆向恢复动作时，IGBT的C-E间电压急剧增大且产生振荡。
对于缓冲二极管，要选择过度正向电压低，逆向恢复时间短，逆向恢复特性较软（容易）的为佳。
⑤跟随电路接线上的注意事项
由于缓冲电路的接线是导致尖峰电压产生的主要原因，所以，电路器件的配置，尽量使分布电感降低为好。