在本教程中，我们将学习一个简单但有效的电路，称为Crowbar电路。它本质上是一个过电压保护电路。我们来看看电路的概念，它的设计使用晶闸管/可控硅，电路的工作以及一些重要的局限性。
大纲
介绍
电源是电气和电子电路中的重要组成部分。它们通常非常可靠，可以为主电路提供良好和清洁的电源。事实上，任何电子系统的寿命、可靠性和寿命都依赖于一个良好的电源。
如果电源因任何原因故障，则连接到它的电路将严重损坏，有时无法修复。例如，线性电源的一个常见问题是串联通过晶体管的故障。
当通过晶体管的集电极和发射极之间有短路时，晶体管就会失效，在输出端会有一个非常高的非稳压电压。如果给主系统施加如此高的电压，那么像集成电路这样的敏感元件就会由于严重的过电压而损坏。
因此，在电源输出处实现简单的过电压保护电路是很常见的，以便在出现意外电压尖峰时不会对主电路或负载造成任何损害。这是由撬棍电路完成的。
什么是撬棍电路?
撬棍电路是一种简单的电路，在电源过压的情况下防止电路(电源负载)损坏。当检测到过电压时，它通过短路电源的输出端子来保护负载。
当电源的输出端子短路时，巨大的电流会烧断保险丝，使电源与电路的其余部分断开。因此，简单地说，撬棍电路的工作是检测过电压和吹保险丝(有时，断路器跳闸)。
通常，撬棍电路设计使用可控硅(可控硅)或可控硅作为主要短路设备。
撬棍电路设计
现在，我们已经有了一个基本的了解，Crowbar电路，我们现在将着手设计一个。在本教程中，我将展示两种典型的设计，一种涉及晶闸管/可控硅，而另一种使用可控硅作为短路设备。
撬棍使用晶闸管
下图显示了使用晶闸管的第一个设计。下面提到了构建这个电路所需的所有组件。
- 晶闸管(Q1)
- 稳压二极管(ZD1)
- 肖特基二极管(SD1)
- 滤波电容器(C1)
- 缓冲器电容器(C2)
- 下拉电阻(R1)
- 保险丝(F1)
工作
这个电路的工作很简单。齐纳二极管(ZD1)是检测过电压的元件。通常，齐纳二极管的阈值电压选择刚好超过电源的输出电压(比输出电压多1V)。
当过电压发生，如果电压达到齐纳二极管的阈值电压，然后它开始导电。如果电压仍然增加，通过电阻R1和可控硅(Q1)的Gate端子的电压降将增加。
最初，当齐纳二极管不导电时，电阻R1作为拉下电阻为晶闸管的栅端保持在低。但是当齐纳二极管开始导电，电阻R1的电压增加，栅极电压也增加。
当闸极端的电压超过其阈值电压(通常在0.6V到1V之间)时，晶闸管开始导电，并在电源轨之间形成短路。由于短路，保险丝烧断了。
这里需要记住的一点是，可控硅的额定电流应该比熔断器的额定电流大。同时，整个触发电压是齐纳二极管阈值电压和可控硅阈值电压之和。
在这条电路中，其他元件很少，让我们看看它们在这条电路中的用途。首先，电容C1是一种滤波电容，用于降低噪声和小电压尖峰，避免不必要的电路触发。
电容C2是一个缓冲电容，它可以防止电路上电时可控硅的意外触发。最后，肖特基二极管作为反向保护二极管，以防止主电路触发撬棍电路。
例子
现在让我们看一个使用实时值的上述电路的示例设计。设电源输出为8V。然后，选择齐纳二极管的阈值电压为9.1V。所有其他组件及其值如下图所示。
撬棍使用双向可控硅
网络设计是基于可控硅作为短路器件。可控硅的门是由一个可调齐纳调节器像LM431德州仪器。此外，还有一对电阻设置齐纳稳压器的参考电压。
工作
电阻R1和R2形成一个分压器，并将参考电压设置到LM431可调齐纳稳压器。在正常工作条件下，R2的电压略低于参考电压(V裁判)的LM431，以便它保持off。
通过选择阴极电阻RC适当地，在可控硅栅极的电压将非常小，以便它保持off。
当电压由于过压条件增加时，通过电阻R2的电压降增加超过V裁判和LM431齐纳稳压器开始传导。因此，LM431的阴极开始产生电流，实质上增加了可控硅的栅电压。
一旦栅极电压超过阈值电压，可控硅锁存并使电源轨道短路，从而烧断保险丝。
限制
一个简单的撬棍电路在过电压保护中非常有用，因此它是台架电源的重要组成部分。虽然这个电路很有用，但也有一些局限性，我们必须加以注意。
在基于晶闸管的设计中，触发电压由齐纳二极管设定，通常是不可调的。因此，选择合适的齐纳二极管是非常重要的。电路的触发电压应该略高于电源的输出电压，这样尖峰和噪声就不会意外触发它。
在射频设计中使用电源时，如射频发射机，必须对发射机前后的电源线进行适当的滤波。
在过电压的情况下，电路触发并烧断保险丝。因此，每次过电压发生时都要更换保险丝。
