在硬件电路设计中，24V 电源输入端的保护设计至关重要，它能够有效保障电路的稳定运行，避免因过流、过压、反接以及电磁干扰等问题对电路造成损坏。下面将详细介绍一种 24V 电源输入的保护设计，该设计可以实现过流保护、过压保护、反接保护以及 EMC 滤波等多种功能。

一、概述

此 24V 电源输入保护设计旨在为后续电路提供全面的保护，确保在各种异常情况下，电路仍能安全、稳定地工作。通过合理选用电子元件和优化电路布局，实现了过流保护、过压保护、反接保护以及 EMC 滤波等关键功能。

二、应用

应用电路

电路解析

1. 过流保护：U20 和 FH20 是保险丝，它们在电路中扮演着重要的过流保护角色。当电路中出现大电流的情况时，保险丝会迅速熔断，从而切断电路，保护后级的电路免受大电流的冲击。例如，当电路中出现短路故障，导致电流急剧增大时，保险丝会在瞬间熔断，避免后级元件因过流而损坏。
2. 反接保护：D20 - D23 是用于防止反接的二极管。每个二极管允许通过的电流是 5A，通过将 4 个二极管并联，理论上允许通过的电流可达 20A。当电源反接时，二极管会阻止电流通过，从而保护后级电路。这在实际应用中非常重要，因为在一些情况下，可能会由于误操作导致电源极性接反，如果没有反接保护措施，可能会对电路造成严重损坏。
3. 过压保护：R20 是压敏电阻，在选型时需要充分考虑其工作电压。具体的选型可参考文章 “硬件电路 (5) - 压敏电阻 - CSDN 博客”。当入口电压突然增大时，压敏电阻的阻值会迅速变小，形成一个导通通路，导通电流随之变大。此时，U20 的保险丝会因电流过大而熔断，从而起到过压保护的作用。例如，当电源电压因外部干扰或其他原因突然升高时，压敏电阻会迅速响应，将过高的电压引导到地，同时使保险丝熔断，切断电源，保护后级电路。
4. EMC 滤波：U21 和 U22 是六孔磁珠，它们可以改善电源的滤波效果，提升 EMC（电磁兼容性）性能。在现代电子设备中，电磁干扰是一个常见的问题，它可能会影响设备的正常工作。六孔磁珠能够有效地抑制电源线上的高频噪声和干扰信号，确保电源的纯净度，提高电路的稳定性和可靠性。