一种使用SCR和齐纳二极管的过压保护电路

电源对于大多数产品/小工具至关重要。如果我们在设计电路时没有考虑电源部分，它有时会导致灾难性的故障，我们不希望这样。当您设计产品时尤其如此。用户有可能通过使用具有高于产品额定电压的高压输出的电源来破坏产品。在这种情况下，您需要在电路中使用过压保护单元以防止其发生故障。这是一种使用SCR和齐纳二极管的过压保护电路。

所需组件

可控硅 （ BT-145-800R ）

齐纳二极管（1N4743A）

保险丝（1A）

电阻（680Ω）

可控硅整流器 ：

它是一个三端子器件，其端子名为阳极、阴极和栅极。反向偏置时，它的工作方式类似于典型的PN结二极管。但在正向偏置状态经阳极的电流由栅极电流决定。当指定的电流（每个SCR唯一）流过栅极时，SCR就像一个普通的PN结二极管。此时，电流通过SCR从阳极流向阴极。这也导致阳极和阴极两端的电压下降，因为SCR的正向电压通常下降到1V左右。

齐纳二极管：

与常规PN结二极管不同，当施加一定的反向电压时，它允许电流向后流动。它被称为齐纳电压。除了允许电流以反向偏置方向流过外，齐纳二极管还在其端子上保持齐纳电压。为此，需要为其提供称为齐纳电流的固定电流。必须小心，因为齐纳电流不应超过其极限，否则会损坏设备。

过压保护电路工作原理：

上述电路旨在保护连接到它的电路免受超过13V的电压的影响。它旨在与 12V 额定电路/设备一起使用。通常，12V器件的容差最高可达13V。因此，它将建立超过13V的保护，此外，这将为电源提供必要的回旋余地。

在该电路中，J1用于连接电源，J2用于连接需要供电和保护的设备/电路。

当来自电源的电压在13V以内时，齐纳二极管将不导通电流，SCR将处于非导通状态。这里我们使用齐纳电压（13V）的齐纳二极管，因此当电源电压超过13V时，齐纳二极管开始导通，电流流过它。

如前所述，齐纳二极管应为限流齐纳二极管电流。根据数据表，1N4743A的典型齐纳电流为19mA。使用欧姆定律，我们可以计算出与之一起使用的电阻器。

Vz = 13v

Iz = 19mA

R = Vz / Iz

=680Ω

因此，我们将R1固定为680Ω。

电阻两端产生的齐纳电流和电压触发了SCR的栅极端子。根据数据表，导通可控硅（BT-145-800R）所需的栅极电流为5mA。因此，齐纳电流触发SCR并迫使其传导电流。

当SCR开启时，它就像短路一样，因此巨大的电流从阳极流向阴极。如前所述，它两端的电压下降，因此输出端不会显示电压。这样可以保护连接在端子J2中的电路/设备。

这种巨大的电流一直持续到来自源极或J1的电压降至13V以下。该电路的另一个保护功能是保险丝，当来自电源的电流超过1A时，保险丝将断开其触点。这将停止进一步的电流流动。

保险丝非常重要，因为许多电源本身缺乏内部电流限制或短路预防功能。保险丝电流额定值应小于用户可用于为该电路供电的电源的短路电流。这将确保成功消除来自电源的电流路径电流达到其最大短路电流阈值。

注意：

用预期的保护电压替换齐纳电压的齐纳二极管

输入电压不应超过齐纳和可控硅的绝对最大额定值。