分析一个常用的过流保护电路

8号线攻城狮 2021-01-04 00:00

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过流保护的概念：

过电流保护（Over Current Protection）就是当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路器跳闸或给出报警信号。过流保护电路在电路设计中我们经常会遇到，上图是一个常用的过流保护的设计。下面大概讲一讲其工作的原理。

原理分析：

首先左侧CRTL-LOAD是单片机输出开启负载的控制端。CRTL-LOAD输出高电平，Q2打开，负载LOAD-IN接入。负载正常的情况下电路不会有异样，但是当负载突然变大(短路或者接错负载情况下)时，保护电路开始起作用。

下面分析一下过载保护部分的电路，即Q1、R3、R4、R5组成部分。Q1是常规的硅管，导通压降大致在0.7V，上图中在不接任何负载的情况下，Q1的基极电位可以计算出：

V Q1b =(R3+R4)/(R3+R4+R5)*5≈0.314V

因为当负载接入时，会在R3上产生压降，从而推动Q1基极电位增大，我们默认理想情况下0.7V时，三极管Q1会动作，由此理论上可以计算出接入多大负载电路会关断：

I b =(0.7-V Q1b )/R3=0.386V/10=0.0386A=38.6mA

即理论上此电路最多可以接入38.6mA的负载，超过38.6mA之后，由于负载增大，导致Q1基极电位增大超过三极管理论开启电压0.7V导致Q1导通，从而拉低Q2基极，导致Q2关断，最终切断后面的大负载起到过流保护的作用。

器件选取需要注意：

R3要注意其精度以及封装，根据需要的功耗选择合适的封装，避免小封装对应大功耗导致器件过热。

Q2根据负载要求留有一定余量。

任何电路都不一定完美，这个电路也一样，大家可以在留言区发表自己独到的见解。

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