Over Voltage Protection Circuit (OVP circuit) Principle and Design

Over Voltage Protection Circuit (OVP circuit) Principle and Design

       In modern electronic system or electronic product, the over voltage protection circuit is a popular design against applying a wrong voltage.
       as fellows pic1, a typical over voltage protection circuit. It is a very popular that you can find in google.

pic1

       

              how does it work?
the pic 1 shows  a typical over voltage circuit. it  is designed for protection ,if the input voltage is higher than 12V.

接著來講解一下過電壓保護的工作原理，上圖一是一組過電壓保護線路，其設計為輸入電壓在12V以上，則啟動保護，即將電源路徑斷開，以保護後端的電壓。

情況一：當V_input = 12V時

1. D1不導通，則Q2的Base及Emitter為等電壓，等於Q2不導通

2. Q2不導通，則Q1的Gate透過R3及R4連接到地。即Q1 Gate電壓等於0V。

3. Q1為PMOS，若Gate=0V，則Q1的Source及Drain互相導通。

4. Q1的Source及Drain互相導通，則SYS_12V = V_input = 12V

情況二：當V_input < 12V時

1. 特性如V_input = 12V，SYS_12V = V_input。

2. 所以說左側輸入多少電壓，則右側輸出多少電壓。

 

情況三：當V_input > 13V時

1. D1因為K端電壓大於其崩潰電壓，故有一電流流經D1到地，所以在R1產生一壓降，使得Q2 Emitter電壓略大於Base電壓。

2. 當V_input持續增加，則流經D1及R1的電流增加，這使得R1產生更大的壓降，直到Q2 Emitter的電壓大於Base電壓0.7V時，則Q2導通。

2. 因為Q2導通，則Q2的Collect等於V_input。並透過R3及R4分壓。使得Q1 Gate電壓等於0.5*V_input。

3. Q1為PMOS，若Gate電壓大於0，則Q1的Source及Drain互相不導通。

4. Q1的Source及Drain不導通，使得V_input不會進入SYS_12V，進而保護後面的電路

過電壓保護線路，要注意的事情有：

1. 稽納二極體D1的崩潰電壓決定要啟動過電壓保護的臨界電壓。

2. 要計算R1的電阻，若太小容易造成D1燒毀。

3. Q1的Rds_on若太大，導通時容易造成耗電。 

4. Q1的Source及Drain的跨壓上限。