我们的生产和生活中，电子产品的电源大多采用 +5V 或 +12V 直流电源（电池）。像手持电子产品、小型设备等通常使用 +5V 电池或者更低电压的电源，而较大型的设备则采用 +12V 直流电源。此外，车载电子产品会用到 +12V、+24V 直流电源。为了确保这些电子产品在不同使用场景下的稳定运行，通常会在输入端设计众多的保护电路及元件，例如防共模干扰、防差模干扰、过压、过流保护、防反接以及储能滤波元件等。

图 1 车载 +12V 直流电源输入电路示例
下面我们以一个具体的车载 +12V 直流电源输入电路为例，详细分析其中的保护电路及元件。

一、D27 瞬态抑制二极管 —— 消除瞬态脉冲

在电子产品的使用过程中，由于使用环境的影响，直流电源输入时可能会产生瞬时尖峰脉冲，这些脉冲可能会损坏电路中的元器件。为了避免这种情况，电路中加入了 TVS（瞬态抑制）二极管 D27，它能够将尖峰脉冲导入地，从而保护其他元件。根据不同的使用场景，如果电路中可能存在双向尖峰脉冲，就需要应用双向瞬态抑制二极管；如果只有一个方向可能有瞬时尖峰脉冲，那么只应用单向瞬态抑制二极管即可。

图 2 瞬态抑制二极管应用

二、Q15 防反接 N 型场效应管 —— 防止电源反接

在直流电源供电电路中，为了防止误操作导致直流输入极性接反，通常会设置防反接电路，这与充电器充电电路的原理类似。当 +12V 直流电源极性接反时，Q15 N 型场效应管的漏极接直流电源 “+” 极，此时 Q15 截止，切断供电回路，整个电路不工作。只有当直流电源（电池）极性接对时，N 型场效应管才能导通，形成回路，为后级电路供电。在该反接电路中，N 型场效应管的漏极（D）与源极（s）串联于 GND（地）中，R29、R30 为场效应管提供合适的偏置电压，使其导通。正接时，R30 给 N 型 MOS 管提供 VGS 电压，使其饱和导通。D7 为，它的作用是防止栅源电压过高，从而损坏 N 型场效应管。

图 3 防反接 N 型场效应管电路

三、F2 不可恢复 —— 提供过流保护

F2 是一个不可恢复保险管。当后级设备出现过流情况时，F2 的温度会升高，当达到其阀值时，保险管会熔断，从而保护后级电路及设备。这种保险管一旦熔断就需要更换新的，以确保电路的正常运行。

图 4 过流保护保险管

四、T3 —— 滤除共模干扰

T3 是一个共模电感，它的主要作用是滤除直流输入电压中的共模干扰信号。共模干扰是指在两条信号线上同时出现的干扰信号，这种干扰可能会影响电路的正常工作。共模电感通过对共模信号呈现高阻抗，而对差模信号呈现低阻抗的特性，有效地滤除共模干扰。

图 5 共模电感滤除干扰

五、C60、C33、C256 —— 滤除差模干扰信号

C60、C33、C256 为安规电容，也称为 X 电容。它们的作用是滤除输入直流 +12V 电源中的差模干扰信号。差模干扰是指在两条信号线上幅度相等、方向相反的干扰信号。安规电容通过对差模信号的旁路作用，将差模干扰信号短路到地，从而减少对电路的影响。

图 6 安规电容滤除差模干扰

六、C504、C505、L44 组成兀型滤波器 —— 滤除低频噪声

在直流电源输出电路中，常采用 LC 兀型滤波器，由 C504、C505、L44 组成。这种滤波器能够滤除直流电源中的低频噪声，使输出的直流电源更加纯净。其工作原理是利用电容和电感对不同频率信号的阻抗特性，对低频噪声信号进行衰减。

图 7 LC 兀型滤波器