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24V 电源输入端保护电路的设计要点

出处:网络整理 发布于:2025-06-03 15:04:09 | 247 次阅读

在硬件电路设计中,24V 电源输入端的保护设计至关重要,它能够有效保障电路的稳定运行,避免因过流、过压、反接以及电磁干扰等问题对电路造成损坏。下面将详细介绍一种 24V 电源输入的保护设计,该设计可以实现过流保护、过压保护、反接保护以及 EMC 滤波等多种功能。

一、概述


此 24V 电源输入保护设计旨在为后续电路提供全面的保护,确保在各种异常情况下,电路仍能安全、稳定地工作。通过合理选用电子元件和优化电路布局,实现了过流保护、过压保护、反接保护以及 EMC 滤波等关键功能。

二、应用


应用电路


电路解析

  1. 过流保护:U20 和 FH20 是,它们在电路中扮演着重要的过流保护角色。当电路中出现大电流的情况时,保险丝会迅速熔断,从而切断电路,保护后级的电路免受大电流的冲击。例如,当电路中出现短路故障,导致电流急剧增大时,保险丝会在瞬间熔断,避免后级元件因过流而损坏。
  2. 反接保护:D20 - D23 是用于防止反接的二极管。每个二极管允许通过的最大电流是 5A,通过将 4 个二极管并联,理论上允许通过的最大电流可达 20A。当电源反接时,二极管会阻止电流通过,从而保护后级电路。这在实际应用中非常重要,因为在一些情况下,可能会由于误操作导致电源极性接反,如果没有反接保护措施,可能会对电路造成严重损坏。
  3. 过压保护:R20 是压敏电阻,在选型时需要充分考虑其工作电压。具体的选型可参考文章 “硬件电路 (5) - 压敏电阻 - CSDN 博客”。当入口电压突然增大时,压敏电阻的阻值会迅速变小,形成一个导通通路,导通电流随之变大。此时,U20 的保险丝会因电流过大而熔断,从而起到过压保护的作用。例如,当电源电压因外部干扰或其他原因突然升高时,压敏电阻会迅速响应,将过高的电压引导到地,同时使保险丝熔断,切断电源,保护后级电路。
  4. EMC 滤波:U21 和 U22 是六孔,它们可以改善电源的滤波效果,提升 EMC(电磁兼容性)性能。在现代电子设备中,电磁干扰是一个常见的问题,它可能会影响设备的正常工作。六孔磁珠能够有效地抑制上的高频噪声和干扰信号,确保电源的纯净度,提高电路的稳定性和可靠性。
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