【電路賞析】短路保護電路

短路是兩個給負載供電的引腳間的無意連接。在交流和直流電路中都會發生，如果是交流的話短路會影響一整個區域的供電，但從供電站到房屋內有許多級的保險絲和過載保護電路。如果是電池這樣的直流源，則短路會使電池過熱，且電池放電會更快。某些極端情況下電池甚至會爆炸。有多種電路來避免短路，也有許多種保險絲來應對過載保護。本例我們來設計並學習一種簡單的低壓直流短路保護電路。該電路的作用是為了讓微控電路更加安全的運行，並保護其免受電路其它部分的影響。

SK100B PNP三極體 x 1

BC547B NPN三極體 x 1

1kΩ電阻 x 1

10kΩ電阻 x 1

330Ω電阻 x 1

470Ω電阻 x 1

6V直流電源 x 1

最常見的短路就是電池的正負引腳用一個低阻值的導體連接，比如導線等。這種情況下電池可能會起火甚至會爆炸。許多手機電池起火往往是這樣發生的。為了避免短路，我們需要加入短路保護電路。短路保護電路會分流一部分電流或切斷電路與電源間的連接。有時候我們使用一些有故障的家用電器比如烤箱，熨鬥時會出現斷電或火花。這是因為電路某處電流過大，這可能會導致漏電或起火等。為了避免這樣的損失，我們常用保險絲或斷路器。短路情況下保險絲或電路器會將房屋電源切斷。熔絲斷路器電路也是一種短路保護電路，其中低阻值的導線會在大電流下熔斷，從而切斷供電。以上短路保護電路由兩個三極體電路組成，一個是BC547 NPN三極體的電路，一個是SK100B PNP三極體的電路。電源輸入為5V的直流電源，既可以用電池也可以用變壓器實現。電路的工作原因很簡單，當綠色LED燈D1亮起，意味著電路正常工作且無損壞風險。紅色LED燈D2亮起時則意味著有短路發生。當電源打開的時候，三極體Q1偏置導通，LED燈D1亮起。這段時間內因為沒有短路所以紅色LED燈D2關閉。綠色LED燈D1的亮起同樣意味著電源電壓與輸出電壓近乎相等。仿真電路中我們利用輸出端的一個開關創造一次「短路」。當短路發生時，輸出電壓跌至0V，Q1基極電壓為0V所以不再導通。三極體Q2的集極電壓同樣跌至0V也不再導通。所以現在電流開始沿著短路路徑（穿過開關）傳輸，流經紅色LED燈D2至地。而此時D2因為正向偏置所以開始導通，LED亮起提示短路，且電流被轉向D2，而非損害整個電路。

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