Микроконтроллеры

Основная задача — не дать напряжению на шине питания превысить безопасный уровень для компонентов платы (с запасом относительно абсолютного максимума).

Для 19 В типичные решения — clamping (ограничение), crowbar (короткое замыкание + срабатывание предохранителя) или активное отключение (последовательный ключ).

1. TVS-диод (самый простой и частый вариант для импульсов)

Параллельно входу питания (между +19 В и GND) ставится TVS-диод, а последовательно — предохранитель (или polyfuse).

- Как работает: при превышении порога TVS переходит в низкоомное состояние и ограничивает напряжение (clamping), отводя избыточный ток.

- Выбор:

- VRWM (рабочее напряжение) ≈ 20–24 В (чтобы при нормальных 19 В + допуск диод не проводил).

- VC (clamping voltage) — ниже абсолютного максимума компонентов на плате (с запасом 10–20 %).

- Мощность импульса (PPP) под ожидаемые выбросы (ESD, surge).

- Примеры серий: SMAJ22A / SMBJ24A / P6KE22A и аналоги (uni- или bidirectional). Для DC-шины обычно unidirectional.

- Размещение: максимально близко к разъёму/входу, короткие и широкие дорожки к GND.

TVS отлично гасит короткие импульсы (ESD, EFT, небольшие surge), но при длительном перенапряжении может перегреться и выйти из строя (часто в КЗ).

Поэтому его часто ставят вместе с предохранителем или PTC. [](<https://elwo.ru/publ/skhemy_blokov_pitanija/zashhita_ot_povyshennogo_naprjazhenija/7-1-0-1251>)

2. Crowbar-схема (для длительного перенапряжения)

Классическая «лом»-защита: при превышении порога тиристор (SCR) замыкает шину питания накоротко → большой ток сжигает предохранитель → питание отключается.

Типовая схема:

- Предохранитель последовательно.

- Стабилитрон (или TL431) задаёт порог (например, 22–24 В).

- При срабатывании стабилитрона ток на затвор SCR → SCR открывается и шунтирует шину.

- Параллельно можно поставить небольшой конденсатор для защиты от ложных срабатываний на коротких импульсах.

Плюсы: очень надёжно отсекает длительное перенапряжение, малое падение в нормальном режиме. Минусы: после срабатывания нужен ручной сброс (замена/перезапуск предохранителя), может повредить источник, если он без ограничения тока. [](<https://www.powerelectronictips.com/power-supply-overvoltage-protection-part-1-crowbars-faq/>)

3. Активная защита с отключением (предпочтительна в большинстве случаев)

Последовательный силовой ключ (обычно P-MOSFET или N-MOSFET с драйвером) размыкает цепь, когда напряжение превышает порог.

- Простая реализация: TL431 / компаратор + транзисторный ключ.

- Лучше — специализированные контроллеры:

- LTC4368 (Analog Devices) — UV/OV + reverse + current limit, до 60–100 В, внешние MOSFET.

- Аналоги: MAX1614, LTC4365/4367, LTC4360 и т.п.

- Настраивается делителем на нужный порог (например, отключение при >22–24 В).

- Часто дополняется TVS на входе для очень быстрых импульсов (пока ключ не успел открыться/закрыться).

Плюсы: не замыкает шину накоротко, может иметь автовосстановление, защиту от reverse polarity и overcurrent. Это самый «чистый» вариант для платы. [](<https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html

4. Дополнительные меры

- MOV (варистор) — для более мощных импульсов (часто ставят перед TVS в многоступенчатой защите).

- PTC (polyfuse) последовательно — самовосстанавливающаяся защита по току, хорошо сочетается с TVS.

- Фильтр (LC/RC) + TVS — для сглаживания.

- Правильная разводка: короткие низкоиндуктивные пути для токов защиты, отдельное заземление силовое и сигнальное, если нужно.

- Учитывайте абсолютный максимум всех компонентов на шине 19 В (часто 25–40 В у многих DC/DC и линейных стабилизаторов).

Рекомендуемая практическая комбинация для 19 В

1. Предохранитель / PTC на входе.

2. TVS (VRWM ≈ 22–24 В) сразу после предохранителя.

3. Активный OVP-контроллер (LTC4368 или простой MOSFET + TL431) или crowbar, если нужно максимально дёшево и жёстко.

4. Хорошая развязка и фильтрация.

Если скажете, какой именно характер перенапряжения ожидается (короткие импульсы от ESD/surge, длительное от неправильного БП, reverse polarity и т.д.), какой ток потребления платы и абсолютный максимум компонентов — можно точнее подобрать номиналы и схему.