鉗位電路，到底怎么“鉗”的？

鉗位電路在實(shí)際的項(xiàng)目應(yīng)用是非常廣泛的，相信很多小伙伴也經(jīng)常聽過這個(gè)電路，但是具體咋實(shí)現(xiàn)“鉗位”，估計(jì)都很模糊，今天核桃就和大伙嘮嘮這個(gè)“鉗位電路”。

假設(shè)二極管的正向?qū)▔航禐?.6V，我們先看單一一個(gè)二極管時(shí)的情況，如下圖1所示：

圖1

很明顯可以知道，當(dāng)SW1閉合時(shí)，由于二極管的正向?qū)▔航禐?.6V，故A的電壓UA=0.6V。

接著再看一下圖2所示的

圖2

圖1很好理解，但是到了圖2，估計(jì)很多小伙伴就蒙圈了。

心里就犯嘀咕了，為什么UB的電壓是3.9V呢？

我們知道二極管的正向?qū)▔航禐?.6V，這個(gè)是前提條件，圖2中我們把右邊的3.3V看成圖1中右邊的GND，那GND我們都知道是0V，那圖1中A點(diǎn)的電壓UA是在GND的基礎(chǔ)上加上二極管的正向?qū)▔航档?，?+0.6V=0.6V，所以同理可以得出圖2的B點(diǎn)電壓UB=3.3V+0.6V=3.9V。

理解了上面的兩點(diǎn)，我們接著看回鉗位電路，如下圖3所示：

圖3

（1）假設(shè)INT輸入信號(hào)的電壓最大幅值等于6V時(shí)，情況如下圖4所示

圖4

當(dāng)輸入信號(hào)幅值是在0V以上時(shí)，最大電壓是6V時(shí)，D2截止，由于D1的負(fù)極接了3.3V，所以C點(diǎn)的電壓UC=3.3+0.6V=3.9V，所以理論上輸入信號(hào)大于3.9V時(shí)，D1就會(huì)把電壓的幅值“鉗位”在工作電壓（3.3V）加上二極管正向?qū)▔航?.6V內(nèi)。

（2）假設(shè)INT輸入信號(hào)的電壓最小幅值等于-6V時(shí)，情況如下圖5所示

圖5

當(dāng)輸入信號(hào)幅值是在0V以下時(shí)，最小電壓-6V時(shí)，D1截止，由于D2的正極接了GND，所以C點(diǎn)的電壓UC=0-0.6V=-0.6V，所以理論上輸入信號(hào)小于-0.6V時(shí)，D2就會(huì)把電壓的幅值“鉗位”在GND（0V）減去二極管正向?qū)▔航?.6V內(nèi)。

這樣無論輸入信號(hào)是大于工作電壓還是小于GND（平面電壓0V）,鉗位電路都能把電壓鉗位在安全電壓范圍內(nèi)。

鉗位電路在很多地方都能見到，比如電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路H橋中，為了保護(hù)驅(qū)動(dòng)芯片，電機(jī)在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，而鉗位電路就可以很大程度上把這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)鉗位在安全范圍內(nèi)！

還有用于MCU GPIO口的保護(hù)

鉗位電路還可以用在接口處進(jìn)行后級(jí)器件的保護(hù)等等！