防護電路設計

⑴ 如何設計AD采樣保護電路

老實說：用AD做充電保護電路實在是太奢侈了，也只有高級電源或者高校里會有人這么版做。一般工程上通權用電源都用模擬電路來做充電保護電路，又便宜又方便。
具體操作大致是：在電源的輸出端，並接一個電阻支路，大概由2-4個電阻串聯而成，從中間抽頭，然後根據你需要的電源電壓計算電阻的具體阻值，使這個抽頭的電壓變動范圍在0-5V之間（根據最基本的電路分析定理，這個電阻抽樣網路中點電壓會隨著電源電壓變化而變化），電阻必須選用精密電阻。然後把這個抽頭的電壓送AD和單片機進行轉換和比較，把控制信息通過單片機的管腳輸出，驅動MOS管或者繼電器導通或截斷充電迴路。
再告訴你一個模電做的辦法，一般是用基準電源TL431之類和電壓比較器做，抽樣電阻網路也同樣，但成本省得多，只有AD方法的幾分之一。

⑵ 如何實現電路保護設計中的ESD保護

對於電子產品而言，保護電路是為了防止電路中的關鍵敏感型器件受到過流、過壓、過熱等沖擊的損害。保護電路的優劣對電子產品的質量和壽命至關重要。隨著消費類電子產品需求的持續增長，更要求有強固的靜電放電(ESD)保護，同時還要減少不必要的電磁干擾(EMI)/射頻干擾(RFI)雜訊。此外，消費者希望最新款的消費電子產品可以用小尺寸設備滿足越來越高的下載和帶寬能力。隨著設備的越來越小和融入性能的不斷增加，ESD以及許多情況下的EMI/RFI抑制已無法涵蓋在驅動所需介面的新一代IC當中。 另外，先進的系統級晶元(SoC)設計都是採用幾何尺寸很小的工藝製造的。為了優化功能和晶元尺寸，IC設計人員一直在不斷減少其設計的功能的最小尺寸。IC尺寸的縮小導致器件更容易受到ESD電壓的損害。過去，設計人員只要選擇符合IEC61000-4-2規范的一個保護產品就足夠了。因此，大多數保護產品的數據表只包括符合評級要求。由於集成電路變得越來越敏感，較新的設計都有保護元件來滿足標准評級，但ESD沖擊仍會形成過高的電壓，有可能損壞IC。因此，設計人員必須選擇一個或幾個保護產品，不僅要符合ESD脈沖要求，而且也可以將ESD沖擊鉗位到足夠低的電壓，以確保IC得到保護。圖1：美國靜電放電協會(ESDA)的ESD保護要求先進技術實現強大ESD保護安森美半導體的ESD鉗位性能備受業界推崇，鉗位性能可從幾種方法觀察和量化。使用幾個標准工具即可測量獨立ESD保護器件或集成器件的ESD鉗位能力，包括ESD保護功能。第一個工具是ESD IEC61000-4-2 ESD脈沖響應截圖，顯示的是隨時間推移的鉗位電壓響應，可以看出ESD事件中下游器件的情形。圖2：ESD鉗鉗位截圖除了ESD鉗位屏幕截圖，另一種方法是測量傳輸線路脈沖(TLP)來評估ESD鉗位性能。由於ESD事件是一個很短的瞬態脈沖，TLP可以測量電流與電壓(I-V)數據，其中每個數據點都是從短方脈沖獲得的。TLP I-V曲線和參數可以用來比較不同TVS器件的屬性，也可用於預測電路的ESD鉗位性能。圖3：典型TLP I-V曲線圖安森美半導體提供的高速介面ESD保護保護器件陣容有兩種類型。第一類最容易實現，被稱為傳統設計保護。在這種類型設計中，信號線在器件下運行。這些器件通常是電容最低的產品。另一類是採用PicoGuard XS技術的產品。這種類型設計使用阻抗匹配(Impedance Matched)電路，可保證100 Ω的阻抗，相當於電容為零。這類設計無需並聯電感，有助於最大限度地減少封裝引起的ESD電壓尖峰。圖4：傳統方法與PicoGuard XS設計方法的對比安森美半導體的保護和濾波解決方案均基於傳統硅晶元工藝技術。相比之下，其它類型的低成本無源解決方案使用的是陶瓷、鐵氧體和多層壓敏電阻(MLV)組合的材料。這類器件通常ESD鉗位性能較差。在某些情況下，傳遞給下游器件的能量可能比安森美半導體解決方案低一個量級。一些採用舊有技術的產品甚至可能在小量ESD沖擊後出現劣化並變得更糟。由於其材料性質，一些無源器件往往表現出溫度的不一致性，從而降低了終端系統在標准消費溫度和環境溫度范圍內運行的可靠性。1

⑶ 過壓保護 過流保護電路如何設計

你的設計項目說得不太清楚，如果只是在輸入380v上加過流過壓保護，用保險絲和壓敏電阻就可以了，如果是輸出上要有過流過壓保護你就要把輸出的條件也說清楚了

⑷ 小型直流電機的保護電路及電路圖的設計

用純硬體做電機過流保護：可以採用電流閉環控制，也就是說，將電機的電流當做反饋信號，給到輸入端，當發現電機電流過大時，利用運放結合輸出限幅線路來完成電機過流保護的功能。這個問題比較復雜，並不是用個保險絲完成的，如果過流了，保險絲燒了，還得重新換保險絲，很麻煩，如果採用電流負反饋的話，當你設置好允許的電流值，那麼當電機的電流超過該值後，就會限幅在這個值上，不會損壞電機。

⑸ 設計一個保護電路，在16-27V下電路接通工作，其他時候不工作 要求有電路圖和基本工作原理

做一個電壓上下限比較電路，當電壓超出上下限范圍時切斷電源即可。

下圖是修改後的電壓監控電路，是監控電壓是否超出設定的上下限范圍的，當被監控電壓超出設定的上限值時繼電器J1被切斷，當被監控電壓超出設定的下限值時，繼電器J2被切斷。把兩個繼電器的觸點串連起來給你的電路供電，只要有一個繼電器被切斷，電路就停止工作。

⑹ 用三極體設計保護電路

圖不完整。估計555是多諧振盪電路。
Q2Q3是驅動三極體，驅動場效應管輸出，一旦輸出負載過中，場效應管Id電流過大，勢必造成R8電阻電位上升，Q4三極體導通，使得555復位停止振盪輸出。

⑺ 如何設計靜電防護電路

1. 對於大部分工程師來說，ESD是一種挑戰，不僅要保護昂貴的電子元件不被ESD損毀，還要保證萬一出現ESD事件後系統仍能繼續運行。這就需要對ESD沖擊時發生了什麼做深入的了解，才能設計出正確的ESD保護電路。

2. 我們的手都曾有過靜電放電(ESD)的體驗，即使只是從地毯上走過然後觸摸某些金屬部件也會在瞬間釋放積累起來的靜電。我們許多人都曾抱怨在實驗室中使用 導電毯、ESD靜電腕帶和其它要求來滿足工業ESD標准。我們中也有不少人曾經因為粗心大意使用未受保護的電路而損毀昂貴的電子元件。
   對某些人來說ESD是一種挑戰，因為需要在處理和組裝未受保護的電子元件時不能造成任何損壞。這是一種電路設計挑戰，因為需要保證系統承受住ESD的沖擊，之後仍能正常工作，更好的情況是經過ESD事件後不發生用戶可覺察的故障。
   

   與人們的常識相反，設計人員完全可以讓系統在經過ESD事件後不發生故障並仍能繼續運行。將這個目標謹記在心，下面讓我們更好地理解ESD沖擊時到底發生了什麼，然後介紹如何設計正確的系統架構來應對ESD。

3. 將一個電容充電到高電壓(一般是2kV至8kV)，然後通過閉合開關將電荷釋放進准備承受ESD沖擊的「受損」器件(圖1)。電荷的極性可以是正也可以是負，因此必須同時處理好正負ESD兩種情況。破 壞受損電路的高瞬態電壓一般具有幾個納秒的上升時間和大約100納秒的放電時間。受損電路不同，對正負沖擊的敏感性可能也有很大的不同，因此你需 要同時處理好正負沖擊。人體模型(HMB)和機器模型(MM)這兩種最常見模型之間的區別主要在於串聯電阻。人體模型的導電性沒有金屬那麼好。

4. 

   浪涌電流應該被限制，而信號應該保持相對局部地的穩定性。如前所述，HBM和MM之間的性能區別是非常大的。在許多情況下，在TVS器件之前增加一些串聯電阻有助於限制電流浪涌，並減少地線反彈。與HBM一樣，最終結果是減少系統應力。
   通常帶寬限制本身不會解決ESD問題。低通濾波器對小型ESD的衰減也要求60dB至150dB才能消除瞬態電壓，這對簡單的無源濾波器來說是很難做到的。TVS限壓器可以將信號下拉到電源軌之間。
   然後一階RC電路可以用來保持信號的完整性(圖4)。電容也可以穩定相對於局部地的輸入電壓。這種方法可以很好地保護數量很多的低帶寬輸入，包括「設置並忘記的」控制線、感測器輸入和類似對象。
   雖然我們討論的大部分內容是保護PCB的輸入埠，但輸出埠保護也是類似的。TVS限壓器和附加電阻在這里也很合適。限制電壓有助於防止半導體損壞，並保護具有電壓限制的其它部件。
   串聯電阻也有助於地的穩定。此外，讓ESD浪涌電流遠離數字晶元的I/O單元可以防止晶元內部出現地線反彈，從而允許處理器在外部限壓器吸收浪涌電流沖擊時保持正常工作。

5. 基於多種原因，IC內部的ESD保護功能有些折衷。矽片和金屬都針對IC的核心功能作了優化，不適合用於大電流工作。專門的TVS器件使用針對大電流電路優化過的矽片，具有比普通CMOS中的PN結更高的性能。
   另外，具有大電流ESD保護功能的I/O單元會佔用相當大的空間，從而推升IC成本。而且IC上的高頻引腳通常沒辦法附加大尺寸的ESD保護電路，因為它會產生容性負載。
   作為一般經驗，晶元內部的ESD保護程度只是足以完成IC生產並焊接到PCB上，但缺少應用環境通常需要的魯棒性保護性能。如果連接需要離開PCB，通常需要利用外部裝置進行進一步的保護。

6. 正確設計的通信埠會使用魯棒性的協議，協議中包含了通用使用循環冗餘檢查(CRC)編碼來測試數據的完整性。乙太網、USB和CAN匯流排都開發了CRC 編碼並隨數據一起傳送。設計正確的接收器將檢查CRC編碼是否匹配所發送的數據。如果不匹配，表示要麼數據要麼CRC編碼發生了錯誤，將發出重新發送數據 的請求。
   由於ESD事件持續時間不到100ns，因此CRC檢查、驗證和重新發送過程通常以不可見的方式處理ESD。最終用戶一般從未意識到損壞的信息得到了糾正。其它一些協議的結構中沒有保護措施。
   I2C、串列外設介面(SPI)和系統管理匯流排(SMBus)通信設計在PCB上工作，無法驗證和糾正數據。如果有些數據要離開電路板，確保你有方法驗證數據的有效性。
   大 多數現代通信路徑採用差分方式，即使用某種形式的低壓差分信號(LVDS)。每個LVDS連接需要像所有其它信號一樣受到TVS保護。磁場隔離(乙太網 常用)和共模扼流圈有助於解決由於ESD事件中的地線反彈產生的共模變化問題。在輸入信號與PCB不共享同一個地時，應該採取光學隔離或磁場隔離措施。要求完善的數據完整性但不包含誤碼檢查的高速數據流在防止ESD沖擊方面難度特別大。理解器件如何提供高於1GB/s的串列數據速率和完整的通信協議保護可以避免這個問題。

7. 離開或進入電路板的任何模擬信號都需要基本的TVS保護。需要考慮連接通道的帶寬以判斷下一步應採取其它什麼措施。大多數模擬控制信號、運動控制系統、音 頻和指示燈不需要更多的措施，因為所用器件的響應時間較長。射頻前端是通信通道的物理層，由作為協議一部分的檢錯機制提供自我糾正。硬體只能提供這么多保護。如果系統中心的某個處理器需要完成監聽和控制，那麼還需要一些選項。這里介紹的技術能使你的處理器不再丟失，或需要經過復位周期。在這個主機控制下到底發生了什麼則是需要考慮的另外一回事。一般來說，你需要在處理器代碼中編入一些智能，以便它能識別錯誤的信息並進行正確的處理。通過時分輪詢埠可以方便地解決慢速檢測和控制線問題。由於ESD事件非常短暫，如果對幾個毫秒內的多個樣本來說埠上的數據保持穩定，那麼系統就不存在ESD這種災難**件。此外，作為再現過程的一部分，輸出可以被刷新。如果處理器是存儲器單元這一步是不需要的，但如果數據是通過遠程鎖定的，那就需要用刷新常式來管理破壞事件。

⑻ 限流保護電路

這個問題抄主要要著重理解P3的be極電壓關系：
1）在常態，R的阻值很小，一般在1歐以下，工作時，輸出電流在它上面的壓降較小，只要R1和R2分壓在P3基極的電壓大於0.65V，P3就會導通，就有輸出電流。
2）當輸出電流增大時，R上的壓降也會增大，它將影響到R1+R2的電壓，也就是影響到基極的電壓，這個電壓對於P3是向著be降低的方向（也就是減小P3電流的方向）
3）當輸出電流大於額定值，這時R上的電壓，通過R1+R2送到基極，足以影響到P3的輸出電流，這時就將輸出電流限制在一定的大小，不再增大，從而對電路起到了保護作用。

這個R，我們一般稱呼取樣電阻，就象一個電流表接在這里，電流在額定電流以下時，它不起作用，電路正常工作。
當到額定電流時，它上面的電壓就（通過R1+R2的分壓）去降低調整管P3的基極電壓，去控制輸出電流。