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钳位电路,到底怎么“钳”的?

作者: 时间:2024-10-22 来源:核桃设计分享 收藏

在实际的项目应用是非常广泛的,相信很多小伙伴也经常听过这个电路,但是具体咋实现“钳位”,估计都很模糊,今天核桃就和大伙唠唠这个“”。

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/202410/463859.htm

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假设二极管的正向导通压降为0.6V,我们先看单一一个二极管时的情况,如下图1所示:

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图1

很明显可以知道,当SW1闭合时,由于二极管的正向导通压降为0.6V,故A的电压UA=0.6V。

接着再看一下图2所示的

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图2

图1很好理解,但是到了图2,估计很多小伙伴就蒙圈了。

心里就犯嘀咕了,为什么UB的电压是3.9V呢?

我们知道二极管的正向导通压降为0.6V,这个是前提条件,图2中我们把右边的3.3V看成图1中右边的GND,那GND我们都知道是0V,那图1中A点的电压UA是在GND的基础上加上二极管的正向导通压降的,故0+0.6V=0.6V,所以同理可以得出图2的B点电压UB=3.3V+0.6V=3.9V。

理解了上面的两点,我们接着看回,如下图3所示:

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图3

(1)假设INT输入信号的电压最大幅值等于6V时,情况如下图4所示

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图4

当输入信号幅值是在0V以上时,最大电压是6V时,D2截止,由于D1的负极接了3.3V,所以C点的电压UC=3.3+0.6V=3.9V,所以理论上输入信号大于3.9V时,D1就会把电压的幅值“钳位”在工作电压(3.3V)加上二极管正向导通压降0.6V内。

(2)假设INT输入信号的电压最小幅值等于-6V时,情况如下图5所示

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图5

当输入信号幅值是在0V以下时,最小电压-6V时,D1截止,由于D2的正极接了GND,所以C点的电压UC=0-0.6V=-0.6V,所以理论上输入信号小于-0.6V时,D2就会把电压的幅值“钳位”在GND(0V)减去二极管正向导通压降0.6V内。

这样无论输入信号是大于工作电压还是小于GND(平面电压0V),钳位电路都能把电压钳位在安全电压范围内。

钳位电路在很多地方都能见到,比如电机的驱动电路H桥中,为了保护驱动芯片,电机在运行的过程中会产生反向电动势,而钳位电路就可以很大程度上把这个反向电动势钳位在安全范围内!

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还有用于MCU GPIO口的保护

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钳位电路还可以用在接口处进行后级器件的保护等等!



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