大功率过压保护电路(1)--撬棒电路

发布网友发布时间：2024-10-06 19:15

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热心网友时间：2024-11-03 18:03

撬棒（Crowbar）电路，用于过压保护的电路设计，旨在短路输出端保护后续电路。这种简单粗暴的保护方法，在中大功率电路中不可或缺。撬棒电路通常与保险丝或断路器配合使用。

撬棒电路的核心组件包括晶闸管（Q1）、稳压管（ZD1）、保险丝（F1）、肖特基二极管（SD1）与电容（C1、C2）和下拉电阻（R1）。晶闸管在导通后即使移除控制电流仍能继续导通，这是其与三极管的主要区别，基于其PNPN结构。当电压超过稳压管的钳位电压，电流流经稳压管、R1与C2构成的RC充电电路。当C2两端电压达到晶闸管导通电压，晶闸管Q1导通，相当于短路输出端，大电流涌入，使后级电路断电。保险丝F1在此时熔断，形成断路，完成过压保护。

在具体应用中，通常选择比设定保护电压高1V的齐纳二极管（ZD1）以防止误触发。R1作为下拉电阻，正常工作时保持晶闸管Q1的gate端为低电平，ZD1导通后，R1分压使Q1导通。C1（100nF）用于滤波和消除尖峰，C2（snubber电容）预防误触发。

为了模拟撬棒电路的工作原理，可以使用LTspice进行仿真。在仿真中，通过调节稳压管和晶闸管的参数，模拟电路响应。例如，当输入电压超过9.2V，Zener导通，晶闸管SCR导通，电流通过R3泄放，R3上的电压分压达到1V时，模拟的开关（SW）关断，保护负载。通过波形分析，可以观察到电流I R2随着红色输入电压上升而增大，当电流降为0时，即表明主要电流通过晶闸管泄放的开始。

在导入晶闸管（SCR）时，需注意在LTspice中正确模拟其模型。如需进一步了解导入过程及电路仿真细节，可参考相关资源或教程。