如何设计一个过压保护电路

有时候在电源输入处我们希望当电源的输入电压超过允许的最大值后电源与后级电路就自动断开，防止输入电压过高而损坏后级电路。

具有这种功能的电路叫做过压保护电路，英文简称叫OVP。

现在大家看到的就是一个典型的过压保护电压电路，主要包含一个稳压二极管，一个PNP的三极管和一个PMOS管。

这个电路主要是利用稳压二极管的反向电压小于其稳定电压时，稳压二极管只有很有小的漏电流流过，一般是uA级别的，这时稳压管可以看成是断开的。

当稳压二极管的反向大于等于其稳定电压后，稳压二极管会有毫安级别的电流流过，这时稳压二极管两端的电压会基本维持在其稳定电压Uz不变。

对于PNP的三极管一般认为基极和发射极压差小于-0.7V时，就开始导通，对于PMOS管一般认为栅极和源极的压差小于其开启电压时，就开始导通。

当输入电压小于稳压二极管的稳定电压Uz时，稳压二极管截止，这时三极管的Vbe=0，所以三极管截止，PMOS栅极和源极的压差等于负的电源电压，只要这个电压小于PMOS的开启电压，这时PMOS就是导通的，输出电压基本等于输入电压。

当输入电压大于Uz小于Uz加0.7V时，电流通过R1流向稳压管，稳压二极管上的电压维持在UZ，这时三极管的Vbe>-0.7V，所以三极管也是截止的，这时PMOS也是导通的，输出电压基本等于输入电压。

当输入电压大于Uz加0.7V时，电流通过R1流向稳压管，稳压管上的电压维持在UZ，这时三极管的Vbe<-0.7V，三极管开始导通，当三极管集电极和发射极的压差大于PMOS的开启电压后，PMOS就截止了，输出电压等于0，输入与输出断开。

我设计了一个实验电路，稳压二极管使用的是1N4747其稳定电压是20V，三极管用的是2N3906，MOS管用的是BSP250，我们可以计算出输入电压大于20.7V时，电路进入过压保护，输出电压为0。

我们来看下仿真的波形。

蓝色的是输入电压，白色的是输出电压，当输入电压到达一定的值后，输出电压会变为零，从而达到了过压保护的目的，用光标查看，输出电压为零时的输入电压是22.8V，这个和我们之前讲的20.7V有一些出入，主要是因为三极管导通后，集电极和发射极的压差大于PMOS的开启电压还需要更高一点的输入电压，所以这一段时间，PMOS充当一个电阻。