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朋友最近设计了一个小产品，其中有一个功能是用Micro USB接口给产品充电。朋友想给充电回路设计一个5V的过压保护电路，于是他就设计了以下的5V过压保护电路。
不过，硬件打样回来，朋友调试后，发现这个5V过压保护电路却工作不了。他把电路图发给我，让我帮忙检查是怎么回事。
我仔细研究了他的原理图，大概清楚了他的设计原理。
当输入是正常的5V电压时，稳压管D6没有工作，PNP三极管Q21截止，这时PMOS Q7的G极被10K的电阻R26拉到了地，是0V，即Vgs是-5V，Q21正常导通，充电回路正常供电。
当输入电压超过5V，并且达到了稳压管D6的工作电压，稳压管就导通，R24,R25和D6形成的回路，就会有电流流通，当电阻R24的压降达到0.7V时，也就是PNP三极管Q21的Vbe电压达到了-0.7V，满足了导通条件，当Q21导通后，Q7的G极的电压就等于输入电压，那么PMOS的Vgs就等于0V，不满足导通条件，Q7截止，充电供电回路就被关断，这样就可以实现了过压保护的功能。
想法是美好的，可是现实却不是这样的。朋友设计的这个电路，我认真思考后，发现了几个错误的地方。
第一点，忽视了三极管Q21导通条件。当Q21导通后，Vbe会保持一个大概-0.7V的电压，也就是R24的压降也是保持在0.7V左右，就算把R25的压降忽略掉，过压保护电路如果起作用，也至少要0.7V+5.1V=5.8V。
第二点，忽视了稳压管的额定工作电流。我查了稳压管的规格书，发现稳压管的额定工作电流是5mA，如下图所示。
如果稳压管开始工作了，稳压管回路上的电流就是5mA，此时稳压管D6的压降是5.1V，R24电压是0.7V，R25的压降是5mA x 3K =15V，那么三者加起来就是说20.8V了。因此，这个过压保护电路要20.8V左右才起作用，那就谈不上是5V的过压保护电路了。
第三点，R25的电阻阻值3K过大，因为稳压管D3工作时电流5mA,R25的压降就有3K x 5mA=15V,远远超过需要保护电压。
我把我的理解告诉朋友后，他才恍然大悟，自叹修行不够，想问题还不够深刻。
朋友问我有没有解决的办法。我把我的想法告诉了他。如果要做5V过压保护，就他目前的电路，就算能工作也要5.8V才起作用。如果不想更换方案，并且硬件做最小的改动，有一个方法可以试一试，不过没有验证过。就是选用比5V小的稳压管，比如选一个2.4V的稳压管，假定我们想5.5V（不能就按5V来设计，不然正常5V输入，电路也处于过压保护状态，电路就没办法充电了）才让保护电路起作用，那么R25阻值选择(5.5V-0.7V-2.4)/5mA=480R。
最后，朋友按照我说的方法去验证了，让我静候他的佳音。
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