稳压二极管在过压保护电路中的应用

过压保护（Over-Voltage Protect,OVP） 电路主要用在需要额定电压供电电源的输入端，用于防止输入电压过高而造成电路系统元器件或引起的连带事故！

任何电子元器件都有其可以承受的最大额定工作电压，一旦超出最大耐压范围，则很有可能损坏，这与人承受过大的压力引起的后果是大致相同的。

比如，铝电解电容两端的电压超过额定值将可能有爆炸风险，如下图所示：（来自VISHAY 铝电解电容038 RSU数据手册）

我不记得是谁说过这句话了：下雨天XXX和音乐更配哦！如果说铝电解电容爆炸时的“鞭炮声”还不足以让你惊呆的话，那钽电容过压后放出的“烟花”应该能让你永生难忘。

钽电容过压后的产生的“烟花”危害比铝电解电容爆炸时产生的“鞭炮声”更大，铝电解电容爆炸最多使内部电解液急速汽化膨胀，冲破顶部的防爆纹而击发出来，大不了电路无法工作，客户退货就退呗，劳资不缺这点钱，而钽电容轻则烧毁冒烟，重则火光四溅产生明火，这很容易酿成火灾事故！

哥这可不是吓唬你，以前呆过的一家XX公司发生过这种事，手持类电子产品由于钽电容烧毁，塑料外壳都几乎熔化了，要是放在你手上还了得，简单就是一个便携式燃烧弹，一旦这种事故扩散到市场，后果你自己展开丰富的想象力吧～～

大多数集成芯片也不能承受过高的电压，我们看看单片机的数据手册，如下图所示：（来自STM32单片机数据手册）

电源类芯片一般内部都集成OVP电路，如下图所示（来自TI芯片LM78XX数据手册）：

上图中，当输入电压VIN过高时，稳压二极管D2反向被击穿后，对三极管Q14的基极注入电流使其饱和导通，继而将三极管Q15的基极电流分流而使其截止。

过压保护电路的具体形式有很多，比如使用比较器、ADC、专用芯片等等，无外乎是对输入电压进行采样-比较-控制的思路，本文不再赘述了，这里我们仅讨论稳压二极管在过压保护电路中的应用。

首先来个最简单暴力的，就是一个稳压二极管加一个熔断保险丝，如下图所示：

当电压过高导致稳压二极管反向击穿后，与保险丝F1形成低阻回路，电流急剧升高后烧断保险丝，第一个回合打完收工JJ！

需要注意的是：稳压二极管D1应选择功率大点的，不然电流上升后非但没把保险丝烧掉，还先把自己给报销了，到时候赔了夫人又折兵，可千万不要跟别人传播是从《电子制作站》公众号学来的，我们只是一个讨论放鞭炮与烟花的危害，再有点工夫就研究一下三国演义的公众号而已，么么哒～～

下面介绍一个实际工作中常用的过压保护电路，如下图所示：

假设保护的电压上限是24V（选择对应稳压值的稳压二极管D1），当输入电压 Ui低于24V时，稳压二极管D1没有击穿而处于截止状态，因此，三极管Q1的基极通过电阻R1与R2上拉到电源U i ，三极管Q1因基-射极同电位而处于截止状态，场效应管Q2因电阻R3与R4对输入电压 Ui分压，满足栅-源开启电压 VGS而导通，如下图所示：

而当输入电压Ui大于24V时，稳压二极管D1因反向被击穿而使阴极稳定在24V，三极管Q1的基-射电压一旦大于阀值电压则开始导通，相当于将场效应管的栅级G与源极S短接，继而导致场效应管Q2截止，输出电压Uo没有输出，如下图所示：

有些工程师也在三极管Q1的基-射极反向并联一个稳压二极管D2，意在限制限制三极管Q1的基-射电压超出极限值，其稳压值低于三极甜B-E结所能承受的电压范围，如下图所示：

你认为这个稳压二极管D2能起到保护作用吗？