今天分享一个保护电路

工作原理

电路为低电平有效的P沟道MOSFET高端负载开关，由控制信号通过Q2（P沟道）驱动Q1（P沟道）实现后级电源的通断控制。

关断状态（控制信号 = 高电平，如VCC）

Q2栅极电压 ≈ VCC，Q2源极接VCC，其 VGS≈0V，Q2截止。

Q1栅极通过R1（47K）上拉至VCC，Q1源极接VCC，其VGS=VG−VS≈0V，Q1截止。

后级电路断电。

导通状态（控制信号 = 低电平，GND）

Q2栅极电压 ≈ GND，Q2源极接VCC，其 VGS=−VCC，Q2导通。

Q1栅极经Q2被拉至接近GND（Q2导通电阻极小，压降可忽略）。

Q1的 VGS≈GND−VCC=−VCC，Q1充分导通。

后级电路得电工作。

过压保护电路，利用稳压管D1检测输入电压，通过Q2控制PMOS管Q1的通断，实现输入电压超过设定阈值时自动切断负载供电的功能。

正常工作状态（输入电压低于保护阈值）

当输入电压 VCC 小于稳压管D1的击穿阈值电压 VZ 时：

D1反向截止，无电流通过，Q2基极无偏置电流。

Q2基极电位与发射极电位几乎相等，PNP型三极管Q2的发射结电压 VEB≈0V，不满足导通条件（需 VEB>0.6V∼0.7V），Q2截止。

Q1栅极经R3（10K）下拉至地，栅极电压 VG≈0V。

Q1为PMOS管，其源极接VCC，栅源电压 VGS=VG−VS=0−VCC=−VCC，为负压且绝对值足够大，Q1充分导通。

VCC经Q1沟道向后级负载正常供电。

保护动作状态（输入电压高于保护阈值）

当输入电压 VCC 大于稳压管D1的击穿阈值电压 VZ 时：

D1反向击穿并进入稳压工作区，将Q2基极电位钳位在约 VZ。

Q2发射极接VCC，基极电压约为 VZ，发射结电压 VEB=VCC−VZ。

当 VCC−VZ>0.6V∼0.7V 时，Q2发射结正偏，Q2导通进入放大或饱和区。

Q2集射极导通后，将Q1栅极电位拉高至接近VCC（约 VCC−VCE(sat)）。

Q1的栅源电压 VGS=VG−VS≈(VCC−VCE)−VCC=−VCE(sat)，绝对值很小（约0.1V~0.3V），远小于PMOS导通阈值电压VGS(th)（通常为-1V~-3V），Q1截止。

后级负载供电被切断，实现过压保护。

滞回与恢复特性

当输入电压下降至 VZ+0.7V 以下时，Q2退出导通状态，Q1重新导通，负载恢复供电。

保护阈值主要由D1的稳压值 VZ 和Q2的发射结压降VBE(on) 共同决定：动作阈值 ≈VZ+VEB(on)（约 VZ+0.7V）。

元件功能说明

控制逻辑真值表

总结

过压保护电路，利用稳压管D1检测输入电压，通过PNP三极管Q2驱动PMOS管Q1实现过压自动关断。正常时VCC低于保护阈值，D1截止，Q2截止，Q1栅极经R3下拉至地，PMOS充分导通，后级正常供电。当VCC超过阈值（≈VZ+0.7V）时，D1击穿稳压，Q2导通，将Q1栅极拉高至接近VCC，PMOS截止，输出切断。电路结构简洁，响应迅速，保护阈值由D1稳压值设定，适用于电源输入端的过压防护。动作阈值 ≈ VZ + 0.7V。