如何设计硬件防护电路

保护电路设计的必要性。保护电路是对产品硬件的保护以及产品安全方面考虑的需要来设计的。保护电路主要包括防雷、防浪涌、防静电等防护电路，以及EMC抗干扰电路，以及安全接地防护等。良好的接地以及保护电路能保证产品电路的有效工作，同时保证产品内部以及外部的安全。

输入电路保护。输入电路的防护主要涉及过流、过压、防接反、防静电击穿、防雷、防浪涌，配合电阻电容，电感等组成RC，LC等滤波电路对信号处理，最后得到干净的信号源。输入信号干扰主要来自电源电路的元件，PCB走线等电磁辐射，传导干扰等，同时包括信号在传输过程中空间电磁信号的干扰。输入防护电路中常用的电子元件有保险丝、压敏电阻、放电管、TVS管、热敏电阻等，也包括隔离器件如变压器、光耦、继电器等。设计中根据需要对各个元件参数等完成选型，测试等工作，保证电路正常工作和产品安全设计的需要。以下元件及电路经供参考。

输出电路保护。输出电路保护主要是对输出信号的保护，防止输出信号产生过压等干扰。这种保护常见的如串口通讯，网口通讯等。常用的RS485、RS232电路、RJ45网口通讯电路的保护电路，即是常见的抗干扰处理。常用元件如下图所示。

整机保护。整机保护不仅是从外部防护，也包括内部板级保护中的接地等防护设计。有的产品，如金属外壳的，需要将电路板防雷电路接地和外壳连接，再由外壳接大地。防止因漏电等对人身产生危险。整机保护的外部防护包括加屏蔽盒，屏蔽线缆等。

电路设计需要根据具体的使用环境和要求来完成硬件电路，不可一味生搬硬套。对于可能用到的元器件，可以上网搜索资料，也可以咨询元器件厂家，一般元器件厂家或经销商的产品介绍中就有该元件的参考电路及元件选型等。