过电压保护电路
过电压保护电路汇总
新疆大学课程设计报告所属院系：科学技术学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电子技术基础上设计题目：过电压保护电路设计班级：电气14-1学生姓名：庞浩学生学号：20142450007指导老师: 常翠宁完成日期：2016. 6. 301．双向二极管限幅电路图2 经典过电压保护电路经典过电压保护电路虽然有许多优点，但是由于Multisim 12.0中无法找到元件MAX6495,无法进行仿真，所以不选用该方案。
3．智能家电过电压保护电路电路原理：该装置工作原理见图，电容器C1将220V 交流市电降压限流后，由二极管1D V 、 2D V 整流，电容器2C 担任滤波，得到12V 左右的直流电压。
当电网电压正常时，稳压二极管VDW 不能被击穿导通，此时三极管VT 处于截止状态，双向可控硅VS 受到电压触发面导通，插在插座XS 中的家电通电工作。
（图3）图3 智能家电过压保护电路如果电网电压突然升高，超过250V ，此时在RP 中点的电压就导致VDW 击穿导通，VDW 导通后，又使得三极管VT 导通，VT 导通后，其集电极—发射极的压降很小，不足以触发VS ，又导致VS 截止，因此插座XS 中的家电断电停止工作，因而起到了保护的目的。
一旦电网电压下降，VT 又截止，VT 的集电极电位升高，又触发VS 导通，家电得电继续工作。
R 电阻5.1K1，RP 电位器15K 选用多圈精密电位器1，C1金属化纸介电容0.47uF 耐压≥400V1，C2电解电容100uF/25V1，1D V 、 2D V 整流二极管IN40072，VDW 稳压二极管12V 的2CW121，VT 晶体三极管3DA87C 、3DG12等1，VS 双向可控硅6—10A 耐压≥600V1，CZ 电源插座10A 250V1该装置的调试十分简单，当电网电压为220V 时，调整RP ，使VDW 不击穿，当电压升高至250V ，VT 饱和导通即可，调试时用一调压变压器来模拟市电的变化更方便。
插座过压自动保护电路设计的原理及应用
插座过压自动保护电路设计的原理及应用插座过压自动保护电路是一种用于保护电器设备免受过电压损害的重要电子设备。
当电网电压超过设定值时，该电路会自动切断电源，以保护连接在插座上的电器设备。
本文将介绍插座过压自动保护电路的原理以及它的应用。
原理插座过压自动保护电路的核心原理是通过电压检测、比较和切断电源来实现过压保护功能。
其中，最关键的部分是电压检测电路和比较电路。
电压检测电路通常使用电压分压器来将电网的高电压降低到可以被检测的范围内。
这样可以确保电路能够正常工作，并对电网电压变化做出准确的响应。
通常情况下，插座过压保护电路的工作电压范围是110-240V。
比较电路用于将检测到的电压与设定值进行比较。
当电网电压超过设定值时，比较电路会发出触发信号，导致电源切断，以达到过压保护的目的。
比较电路通常使用比较器芯片来实现。
应用插座过压自动保护电路在现代生活中有着广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域：1. 家庭用电保护：插座过压自动保护电路可以保护家庭中的各种电器设备，如电视、冰箱、洗衣机等，免受电网过电压的损害。
这对于提高电器设备的使用寿命和保护家庭安全非常重要。
2. 商业和工业用电保护：在商业和工业场所，插座过压自动保护电路可以防止电网过电压对计算机、服务器、机器设备等关键设备造成损坏。
它确保了工作环境的稳定供电，提高了设备的可靠性和持久性。
3. 充电器保护：随着移动设备的普及，充电器的使用越来越广泛。
插座过压自动保护电路可以防止电网过电压对充电器和充电设备的损坏，以及对充电设备上的电子设备造成危险。
4. 新能源发电保护：插座过压自动保护电路在安装新能源发电设备（如太阳能或风力发电机）时非常有用。
它可以保护这些设备免受电网过电压的损害，并确保它们正常运行。
总结插座过压自动保护电路是一种非常重要的电子设备，能够保护电器设备免受电网过电压的损害。
它的原理是通过电压检测、比较和切断电源来实现过压保护功能。
该电路在家庭、商业和工业领域以及新能源发电中得到了广泛的应用。
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。
110v电源端过压保护电路
110v电源端过压保护电路
110V电源端过压保护电路主要包括电源过压保护器和过压保护电路两部分。
电源过压保护器是一种用来检测整个电网的电压是否超过设定的阈值，并在超过时切断电源供应的设备。
它主要由电压监测电路、比较器和控制开关组成。
当电源电压超过阈值时，电压监测电路会检测到这一情况，并通过比较器将信号送入控制开关，切断电源供应，防止过压对电器设备造成损坏。
过压保护电路用于保护特定电器设备不受电源过压的影响。
它主要包括电压调节器、过压保护瞬断器和故障指示电路。
电压调节器用来将电源电压稳定在合适的范围内，避免电压过高。
过压保护瞬断器用来在电压超过设定阈值时瞬间切断电路，以保护电器设备。
故障指示电路可以在电压超过阈值时发出警报或指示灯，提醒用户进行处理。
总体来说，110V电源端过压保护电路的作用是在电压超过设定阈值时保护电器设备，避免因过压而造成的损坏。
这种保护电路通常由多个组件组成，通过监测电压、比较和切断电源来实现过压保护。
过压保护电路原理
过压保护电路原理
过压保护电路是一种常用的电子保护装置，用于防止电路或电器设备受到过电压的损坏。
其工作原理是通过监测电路中的电压来判断电压是否超过了设定的安全范围，一旦检测到过压情况，就会采取相应的措施来保护电路或设备。
过压保护电路通常由以下几个主要组成部分构成：
1. 电压检测器：通过采集电路中的电压信号来实时监测电压的变化情况。
电压检测器通常采用电阻、电容、二极管等元件构成的电路来完成。
2. 比较器：将电压检测器采集到的电压信号与设定的安全阈值进行比较，判断是否发生了过压。
比较器可以是模拟或数字电路，其功能是判断输入信号是否超过了设定的阈值。
3. 控制器：一旦过压被检测到，控制器会向保护电路发送信号，触发相应的保护措施。
控制器可以是逻辑门电路、微处理器或专用的保护芯片。
4. 保护措施：过压被检测到后，保护措施会被激活以保护电路或设备。
常见的保护措施包括切断电源、短路电流、引入电阻、电容等，以消耗过多的电压或将其分流。
过压保护电路的工作原理是通过不断监测电路中的电压，并判断是否超过设定的阈值，一旦超过阈值，则触发保护措施以防
止电路或设备的损坏。
这种电路广泛应用于各种电子设备和电路中，保护电子器件免受过电压的损坏。
保护电路设计方法 - 过电压保护
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。
单片机5v过压保护电路
单片机5v过压保护电路一、引言随着电子技术的不断发展，单片机在各领域应用日益广泛。
为确保单片机系统稳定可靠运行，过压保护电路设计显得尤为重要。
本文将介绍一种5V过压保护电路，旨在为单片机系统提供有效的过压保护。
二、5V过压保护电路原理1.过压保护必要性过压保护是为了防止单片机系统在供电电压超出正常范围时受到损坏。
当输入电压高于单片机工作电压时，过压保护电路能及时动作，将电压控制在安全范围内。
2.5V过压保护电路工作原理5V过压保护电路主要由稳压器、比较器、晶体管、电容和电阻等元件组成。
稳压器用于提供稳定的电源电压，比较器用于检测输入电压是否超过设定阈值，晶体管作为开关元件，实现输入电压的调整。
三、电路元件选择与设计1.稳压器选用线性稳压器，例如LM317，可提供稳定的输出电压，且具有短路保护和过温保护等功能。
2.比较器选用Operational Amplifier（如OP07），其具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点，能够准确检测输入电压是否超过设定阈值。
3.晶体管选用硅材料NPN晶体管，如2N3904，作为开关元件。
在过压情况下，晶体管导通，将多余电压释放到地，从而实现过压保护。
4.电容和电阻电容选用陶瓷电容，如0.1uF，用于滤波和耦合；电阻选用固定电阻，如240Ω，用于限制电流。
四、电路元件布局与调试1.布局注意事项电路元件布局时，应注意以下几点：（1）各元件间相互干扰问题，尽量远离；（2）遵循信号flow，避免信号走弯；（3）电源线和地线宽度要足够，以减小电阻和电感；（4）电容尽量靠近电源输入端。
2.调试方法调试时，可通过改变比较器输入端电压，模拟过压情况，观察晶体管是否能够及时动作，将电压控制在安全范围内。
同时，检查各元件工作状态，确保电路正常工作。
五、应用实例1.某单片机系统过压保护电路设计以某单片机系统为例，其工作电压为5V。
根据实际需求，设定过压保护阈值为7V。
选用LM317线性稳压器、OP07运算放大器、2N3904晶体管等元件，按照上述电路原理和布局要求，设计过压保护电路。
过电压保护器原理
过电压保护器原理
过电压保护器是一种用于保护电气设备的装置，它能够防止电路受到过高的电压而损坏。
其工作原理如下：
1. 电压感应装置：过电压保护器内部包含一个电压感应装置，通常是一个电阻和电容组成的电路。
当电路中的电压超过设定的阈值时，电压感应装置会产生相应的电信号。
2. 触发装置：电压感应装置输出的电信号被传递给触发装置，触发装置可以是电子元件如晶体管、放大器等。
触发装置的作用是放大和处理电信号，以便能够控制过电压保护器的反应。
3. 过电压继电器：当触发装置接收到电压感应装置的信号并进行处理后，会触发过电压继电器。
过电压继电器可以是一种电磁继电器，它会连接或断开电路中的开关，从而保护电气设备不受过电压的影响。
4. 过电压保护：当过电压继电器触发时，它会迅速打开电路中的开关，将电路与电源隔离，从而保护电气设备免受过高电压的影响。
过电压保护器通常会将电路直接短路，或将电路与地连接，以消耗过电压的能量。
总之，过电压保护器通过感应电路中的电压变化，并触发继电器的工作，实现对电气设备的过电压保护。
通过迅速切断电路或将电路与地连接，过电压保护器能够保护电气设备免受过高电压的损害。
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这是最基本的保护电路，从VGA接口1，2，3出来的信号经过一个视频选择芯片后被送到模数转换芯片，也就是AD9883。如果这三个端口的电平较高，可能会把AD9883烧坏，为了避免此现象，故此加入如图所示的保护电路。（1）电平较高时（过电压正极性脉冲），它将会通过二极管2和C502被接到地端，构成回路，而不会通过AD9883，故对AD9883起到保护作用。（2）电平较低时（过电压负极性脉冲），它将会通过二极管1被接到地端，同样构成回路，也不会通过AD9883，同样对AD9883起到保护作用。也就是说，这一个保护回路，过高和过低的情况都被导入地端，这样，它的电平值就被牵制为一个固定值。（图4）
该装置的调试十分简单，当电网电压为220V时，调整RP，使VDW不击穿，当电压升高至250V，VT饱和导通即可，调试时用一调压变压器来模拟市电的变化更方便。
优点：能够保护家用电器避免高电压的冲击带来的伤害，、
缺点：需要购买二极管，NPN 型BJT以及双向可控硅VS，不太经济。
而且由于该方案采用的很多元件很难找到，各种仿真元件不能对该电路不能进行模拟，故放弃该方案。
滤波一般采用无源元件电容或电感，利用其对电压，电流的储能特性达到滤波的目的。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑，即电容C具有平波的作用；与负载串联的电感L2当电源供给的电流增加（由电源电压增加引起）时，它把能量储存起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比较平滑，即电感L也有平波作用。?
弦规律下降，当U1<UC时，D1，D3的正极点位低于负极电位，所以D1，D3截止，电容只能通过负载RLC放电，放电时间τ放=RLC，放电时间常数越大，放电就越慢，U0的波形就就越平滑。在U2的负半周，二极管D2，D4正偏导通，U2通过D2，D4向电容C充电，使电容C上电压很快达到U2的峰值，过了该时刻以后，D2，D4因正极电位低于负极电位而截至，电容又通过负载RL放电，如此周而复始，就可以再负载上得到的是脉动成分大大减小的直流电压。?
新疆大学
课 程 设 计 报 告
所属院系：科学技术学院
专 业：电气工程及其自动化
课程名称：电子技术基础上
设计题目：过电压保护电路设计
班 级：电气14-1
学生姓名：庞浩
学生学号：
指导老师 :常翠宁
完成日期：2016. 6. 30
课程设计题目：
课程设计是将理论知识应用到实践中的过程，是理论和实践的结合。此外，电子技术综
???：
(公式4）
根据二极管的选用条件，采用IN4007。而Multisim 12元件库中提供了电桥，我们直接使用电桥既可。
3.滤波电路
（1）简介
滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容、电感组成的各种复式滤波电路。?
图1-1二极管双向限幅仿真电路图
图1-2二极管双向限幅输出波形图
优点：结构简单，使用方便，便于实现，经济划算。
缺点：（1）输出波形有失真；（2）电压过大时容易被击穿；（3）需要很大的直流偏置电压。因此不选用该方案。
2．经典过电压保护电路
MAX6495–MAX6499/MAX6397/MAX6398过压保护(OVP)器件用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏。器件通过控制外部串联在电源线上的n沟道MOSFET实现。当电压超过用户设置的过压门限时，拉低MOSFET的栅极，MOSFET关断，将负载与输入电源断开。
图3 智能家电过压保护电路
如果电网电压突然升高，超过250V，此时在RP中点的电压就导致VDW击穿导通，VDW导通后，又使得三极管VT导通，VT导通后，其集电极—发射极的压降很小，不足以触发VS，又导致VS截止，因此插座XS中的家电断电停止工作，因而起到了保护的目的。一旦电网电压下降，VT又截止，VT的集电极电位升高，又触发VS导通，家电得电继续工作。
与理论设计差别较大，实践经验表明，在输出电压较低时，按照上述的公式的计算结果在减去2V（二极管的压降和变压器绕组的直流压降之和）可以得到与实际测量相符的结果。
电容滤波具有几个特点：输出电压提高，脉动成分减小，二极管导通时间大大减少。?由于二极管在短暂的导电时间内要流过一个很大冲击电流，才能满足负载电流的需要，所以在选用二极管时，二极管的工作电流应远小于二极管的最大整流电流，，这样才能保证二极管的安全。二极管承受的反向电压 U，应小于二极管的最高反向工作电压 。R=1kΩ。
滤波电路形式很多，为了掌握它的分析规律，把它分为电容输入式（电容器C接在最前面）和电感输入式（电感器L接在最前面）。前一种滤波电路多用于小功率电源中，而后一种滤波电路多用于较大功率电源中（而且当电流很大时，仅用一电感器与负载串联）。
（2）工作原理
设电容C上初始电压为零。接通电源时U2由零逐渐增大，二极管D1，D3，正偏导通，此时U2经二极管D1，D3向负载RL提供电流同时向电容C充电，因充电时间常数很小，电容C上电压很快达到U2的峰值，即Uo=sqrt(2)U2达到最大值以后，按正
基本原理就是利用二极管的单向导电性，将交流电变成一个方向流动的电流。让交流电流的正半周到来时顺利通过二极管（正向导通），当交流电流的负半周到来时（方向与正半周相反）二极管反向截止，则不能通过，如此循环，就形成一个方向的电流，如图5-3所示：
图5-3 单相桥式整流电路
（2）工作原理
整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，根据图2-1的电路图可知：当正半周时，对D1、D3加正向电压，二极管D1、D3导通（D2、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周；当负半周时，二极对D2、D4加反向电压，管D2、D4导通（D1、D3截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周。但是无论在正半周期还是负半周期，流过RL中的电流方向都是一致的在整个周期内，四只二极管轮流导通或截止，在负载上得到了单一方向的脉动直流电压和电流。
?????????滤波电容器型号的选定应查阅有关器件手册，并取电容的系列标称值。?我们选用C=100uF。
电容滤波电路结构简单，使用方便，但是当负载电流较大时会造成输出电压下降，纹波增加，所以电容滤波适合在负载电流较小和和输出电压较高的情况下使用，如各种家用电器的电源电路上，电容滤波是被广泛应用的滤波电路之一。
（3）主要性能指标
整流电路的性能指标常用两个技术指标来衡量：一个是反映转换关系的，用整流输出电压的平均值来表示；另一个是，输出的平均电流。
整流输出电压的平均值
(公式2）
输出平均电流
（公式3）
在单相桥式整流电路中，由于四只二极管两两轮流导通，即每只二极管都只是在
半个周期内导通，所以流过每个二极管的平均电流是输出电流平均值的一半，即:
指导教师评语：
评定成绩为：
指导教师签名：2016年6月30日
电网电压异常报警器
过电压保护电路设计（Over Voltage Protection）
一、总体方案的选择
经过小组成员的分析与讨论，得出过电压保护电路设计的框图如下：
1．双向二极管限幅电路
运用二极管的单向导通性，可以对输入电压进行限幅。电路图如1-1所示，限幅后的波形图如图1-2所示。
图4 VGA过电压保护电路
优点：便于集成
缺点：需要特殊元件才能实现，竞技性差，技术要求高，不容易实现。
再综合仿真的限制，该方案同样放弃。
5．电磁继电器式过电压保护电路
通过对上述方案的讨论，结合它们的优缺点，我们参考上述方案自行设计出该过电压保护电路。并且通过论证比较，我们最终采用了自己设计的方案。该方案的系统方案框图如图5-1所示。
（4）滤波电容器的选择
在负载一定的条件下，电容C越大，滤波效果越好，电容量的值经过实验可按
下公式选择：?
?????????????????????? ≥ （T为交流电压周期)??????????????????? (公式7）
电容器的额定耐压值：????????????????????????????
过压保护(OVP)器件数据资料中提供的典型电路可以满足大多数应用的需求(图2)。然而，有些应用需要对基本电路进行适当修改。
图2 经典过电压保护电路
经典过电压保护电路虽然有许多优点，但是由于Multisim 中无法找到元件
MAX6495,无法进行仿真，所以不选用该方案。
3．智能家电过电压保护电路
电路原理：该装置工作原理见图，电容器C1将220V交流市电降压限流后，由二极管 、 整流，电容器 担任滤波，得到12V左右的直流电压。当电网电压正常时，稳压二极管VDW不能被击穿导通，此时三极管VT处于截止状态，双向可控硅VS受到电压触发面导通，插在插座XS中的家电通电工作。（图3）
交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给集成电路供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分，但其脉动较大，需要经过滤波电路消除其脉动成分，使其更接近于直流。?
合课程设计是将我们所学的《模拟电子技术基础》和《电路》的综合应用，欲通过此次课程设
计将我们所学的 理论知识运用到生活实践之中去，一致更好的学习理论知识。我们此次的设
计任务是“电网电压异常报警器过电压保护电路设计”，主要是针对我们学习模拟电子技术
与之前所学的物理、电路基础综合起来，进行综合，以设计培养我们独立分析、思考与解决实
图5-1 电磁继电器式过电压保护电路
二、单元电路的设计
1.变压电路
通过变压器将较高的一次侧电压（220V），以便后续的整流、滤波电路进行处理。