手把手教你用单片机做过流过压保护模块

大家好，作为电子爱好者，我们经常需要自己搭建电路，测试电路的性能和参数，在实验设备里面，电源是最重要的设备之一，一台好的电源可以给我们的测试带来极大的便利和安全，但是很多爱好者是没有一台正规的实验电源的，只能使用一些廉价的开关电源，或者适配器给电路供电，这样操作存在一定的风险性，可能由于疏忽造成了电源短路，或者负载电流过大，导致电源承受不了这么大的功率，造成电源损坏甚至人身安全问题，这个项目的内容就是给大家提供一个廉价的简单的电源保护方案，保证大家在使用电源测试时的安全。

项目简介：

本项目是一个基于STM32的过压过流保护模块，用户可以通过按键进行屏幕交互，设置过压过流值，当过流或者过压触发后，屏幕会指示相应故障，切断输出，用户排除故障后，可通过按键复位故障，再次接通负载 。

模块指标：

过流响应时间：小于600uS

过压响应时间：小于1.3mS

输入电压范围：9V~60V

通过电流范围：0A~10A

项目设计

步骤1：系统框架搭建及核心器件的选型

核心器件的选型

整个项目其实我们一开始就考虑过要不要使用纯硬件保护方案，然后STM32只做数据采样显示以及过压过流参考值控制，后面仔细考虑了下，虽然反应很迅速，但是我们希望加入数显，用户可以通过按键修改过压过流值，同时为了减小体积，最终还是选择使用单片机处理的方案，32系列型号比较多，为了充分的利用芯片资源，节省成本，我们采用STM32F031F6这个型号，TSSOP20封装，Cortex-M0内核，48M主频，外设及性能足够项目使用了。

为了方便采样电流和电压，我选用了TI公司的INA226，该器件可以监视分流压降和总线电源电压，可编程校准值，转换时间和取平均值功能与内部乘法器相结合，可实现电流值和功率值的直接读取。

OLED屏使用中景园的0.73寸屏幕，分辨率128*88，驱动芯片SH1107，这款屏幕有个很不好的地方就是工作电压过高，7V以上才能工作，我初步设计决定这个模块最好5V也能工作，很明显这个屏幕是不符合需求的，但是负责硬件的朋友非要用这个屏幕，我也就没干预太多，最终还是选用的0.73寸的，需要额外增加SX1308这颗升压芯片，大家可以自行更换常见的中景园的0.96寸或者0.91寸的OLED这两尺寸的，驱动芯片SSD1306，需要自行更换驱动库，注意要更换成硬件IIC驱动，稍微有点费时。其它芯片没有太多注意的，用的常用的型号。

电源芯片：XL7005（BUCK降压），LP2983（LDO降压），SX1308（BOOST升压）；

MOS驱动芯片：UCC27517；

MOS型号：BSC093N15N85/CSD19534。

……

附件内容截图：

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二极管的钳位保护电路，经常被工程师忽略，你是否也忘记了呢？

二极管，作为一个基本的电子元器件，在许多电子电路系统项目中均有所应用；然而通过芯片哥拜访的许多硬件开发工程师，发现一些二极管常用的经典电路还有不被熟悉，不被使用；因此芯片哥就和小伙伴们一起研究下一个被工程师忽视的二极管钳位保护电路特性；

电路应用图

1，什么是二极管？

二极管本质是一个PN结，具有单向导电性，电流只能从二极管的阳极流向阴极，且一般的导通压降为0.7V左右；

二极管电路符号

2，二极管钳位保护电路

二极管钳位保护电路

此电路是二极管的钳位保护电路，使Vin电压被钳位在VCC与GND之间；具体的工作原理：

因此无论外界的输入电压Vin为多少，输出的电压Vout始终被钳位限定在VCC+0.7与GND-0.7之间，这样就保护Vout连接的后级电路，以免过压损坏其他元器件；

3，应用电路场景

3.1 单片机的IO引脚保护：如外部输入单片机内部的模拟量信号，为了防止模拟量信号过压冲击IO引脚内部电路，需要引入二极管的钳位保护电路；如果单片机内部已集成此保护电路，则可以直接省去；

单片机内部集成图

3.2 电平转换：在不同的电路系统中，如A电路系统是5V逻辑电平，B电路系统是3.3V逻辑电平，那么AB两个电路系统实现通信则需要逻辑电平转换，否则5V会损坏3.3V电源器件；此逻辑电平的转换就可以通过简单的二极管钳位电路便可以实现，无需额外增加芯片；

二极管电平转换电路

这些就是有关二极管的钳位保护电路应用，你现在学会了吗？是否还有更好的有关二极管电路设计应用，和芯片哥一起讨论交流吧；

本文由【芯片哥】原创撰写，喜欢就关注芯片哥，和芯片哥一起加油吧

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