如何保护电路免受过压？

过压保护是指当被保护线路的电源电压高于一定数值时，过压保护器会切断该线路，以防止电压过高对设备或系统造成损害。当电源电压恢复到正常范围时，保护器会自动接通，确保电路的正常运行。

过压保护是电力系统和电子设备中重要的安全保护措施之一。它可以防止因雷电、电源故障、设备故障等引起的电压过高对设备造成破坏，从而延长设备的使用寿命，提高系统的稳定性。

常见的过压保护元器件或设备有防雷器、压敏电阻、避雷器等。这些元器件或设备能够迅速响应电压变化，并在电压超过预设值时启动保护机制，从而确保设备的安全运行。

过压保护器件包括熔断器、保险丝、电子保护器等。熔断器和保险丝主要通过热效应来实现过压保护，当电路电压过高时，保险丝内的金属丝会熔断，从而切断电路。电子保护器则是通过电子元件来实现过压保护，当电路电压超过设定值时，电子保护器会自动切断电路。

如何保护电路免受过压？

考虑下图，我们需要微控制器的过电压保护。微控制器可以是任何在 IO 引脚上具有最大 5V 额定值的东西。因此，超过 5V 可能会损坏微控制器。

微控制器的过电压保护

上述电路中使用的齐纳二极管为 5.1V稳压二极管。它会在过压情况下正常工作。如果电压大于 5.1V，齐纳二极管将通过电流并控制电压高达 5.1V。但低于 5.1V，齐纳二极管将像普通二极管一样工作并阻断。

下图是齐纳二极管保护电路的仿真。

齐纳二极管保护电路的仿真

上面的原理图有一个输入电压，它是 V1。R1 和 D2 是保护输出免受过压保护的两个组件。在这种情况下，D2、1N4099 是一个 6.8V齐纳二极管。如果 V1 超过 6.8V，输出将受到保护。由于 1N4099 的 6.8V 参考电压，输出将保持最大 6.8V。

过压保护和欠压保护有什么区别

过压保护和欠压保护在电力系统及设备保护中起着至关重要的作用，但它们之间存在明显的区别。

首先，从定义上来看，过压保护主要针对的是当电气设备的电压超过设定值时的情况。一旦电压过高，过压保护器会自动切断电源，从而防止设备因电压过高而损坏。而欠压保护则是针对电压低于设定值的情况，当电压过低时，欠压保护器会自动切断电源，以避免设备因电压过低而无法正常运行。

其次，在使用场景上，过压保护器一般用于需要对电压波动进行过载保护的场景，例如变压器、发电机、电动机等设备。而欠压保护器则更常用于对电力系统中的电压异常进行保护的场景，如电力系统的分段回路、控制电路等。

此外，从使用对象的角度来看，过压保护器一般适用于中小型电气设备的保护，比如电动机、照明设备、家用电器等。而欠压保护器则主要适用于大型电力设备的保护，如变压器、控制设备、UPS等。

最后，从保护机制来看，过压保护主要是防止电网波动过大导致的主回路内部元件损坏，而欠压保护则是防止电网波动太小导致的故障。在实际应用中，欠压保护的设计还考虑了异步电动机的转速下降、电流增大以及短路故障等问题。

审核编辑：黄飞