【導(dǎo)讀】本文主要為大家分享的是關(guān)于電源保護(hù)的相關(guān)知識(shí)，說(shuō)到電路保護(hù)大家都知道它的必要性，但是不是所有的知識(shí)點(diǎn)都清楚，這里就為大家揭秘那些你所不知道的電源保護(hù)的秘密。
當(dāng)今系統(tǒng)直流電源整合了多種保護(hù)特性，能夠保護(hù)被測(cè)器件（DUT）和電源自身免于故障或設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致的損壞。你肯定對(duì)過(guò)壓保護(hù)（OVP）和過(guò)流保護(hù)（OCP）不陌生，這是大多數(shù)系統(tǒng)直流電源應(yīng)用的兩個(gè)核心保護(hù)特性，能夠防護(hù)功率相關(guān)損壞。
過(guò)壓保護(hù)可以在電壓高于允許運(yùn)行電壓上限時(shí)幫助確保被測(cè)器件不會(huì)遭受電源相關(guān)的損壞。過(guò)壓損壞幾乎在瞬間產(chǎn)生，因此在設(shè)置過(guò)壓保護(hù)電壓時(shí)，應(yīng)低于被測(cè)件的損壞電平，以提供一定范圍的裕量；但保護(hù)電壓的設(shè)置，也要略高于被測(cè)器件的最大預(yù)期工作電壓，以避免電壓瞬變?cè)斐杀粶y(cè)件的重啟。過(guò)壓形成通常源于被測(cè)器件的外部因素。在高性能的程控電源中，過(guò)壓保護(hù)的響應(yīng)時(shí)間通常在10uS-100uS。
過(guò)流保護(hù)可以幫助保護(hù)被測(cè)器件，防止內(nèi)部短路或其他故障導(dǎo)致過(guò)高的電流，造成被測(cè)件的損壞。過(guò)流保護(hù)的響應(yīng)時(shí)間通常是從百微秒級(jí)到毫秒級(jí)，不同性能的電源這個(gè)指標(biāo)相差較大，性能越好的電源，響應(yīng)時(shí)間越短。同時(shí)，過(guò)流越高，電源的響應(yīng)時(shí)間則越短。由于被測(cè)件在啟動(dòng)過(guò)程中往往存在比較高的浪涌電流，這會(huì)遠(yuǎn)高于被測(cè)件的正常工作電流，如果這個(gè)浪涌電流的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)觸發(fā)電源的OCP，從而電源下電，被測(cè)件無(wú)法啟動(dòng)。正是由于這個(gè)原因，有些被測(cè)件在用高性能電源常常無(wú)法正常啟動(dòng)，而使用雜牌的電源時(shí)，被測(cè)件則可以啟動(dòng)， 因?yàn)殡s牌電源OCP啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，高性能電源可以允許使用者設(shè)置電源上電時(shí)OCP啟動(dòng)的電流幅度窗口和時(shí)間，即確保被測(cè)件的正常啟動(dòng)， 又可確保了被測(cè)件的安全
但在很多的應(yīng)用場(chǎng)合，僅僅OVP和OCP對(duì)于器件測(cè)試過(guò)程中的保護(hù)往往是不夠的。在這里，我們用一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明。圖 1 是實(shí)例被測(cè)器件的過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)描述。這是一個(gè)電壓固定輸出為48V /最大工作電流9.4A的電源，最大功耗為450W。測(cè)試過(guò)程中，我們?cè)O(shè)定過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)為比被測(cè)器件的電壓和電流值高 10%，以保護(hù)被測(cè)器件。
然而，并非所有被測(cè)器件都具有與圖 1 類(lèi)似的電壓和電流工作范圍。以車(chē)載 DC – DC 轉(zhuǎn)換器為例， 這類(lèi)器件具有寬泛的工作電壓范圍，而功率相對(duì)恒定。這里的DC-DC轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用在車(chē)載及軍用電子產(chǎn)品中，以適應(yīng)變化范圍大、輸入電壓不穩(wěn)定的工作環(huán)境。如圖 2 所示，DC – DC 轉(zhuǎn)換器的工作電壓為 24-48 V，功耗 225W。DC – DC 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率通常很高，其自身的能量損耗極低，絕大部分傳輸?shù)搅素?fù)載。如果 DC – DC 轉(zhuǎn)換器一旦發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致自身能耗迅速上升，轉(zhuǎn)換效率降低，可能會(huì)由于過(guò)熱而損壞。在這種情況下，就需要設(shè)置24V的過(guò)壓保護(hù)。可是，一旦設(shè)置了24V的過(guò)壓保護(hù)，就會(huì)導(dǎo)致更高電壓值的測(cè)試無(wú)法進(jìn)行。如下圖所示。
具備過(guò)功率保護(hù)能力的程控電源可以解決上述問(wèn)題，因?yàn)檫^(guò)功率保護(hù)可以在所有輸入電壓設(shè)置條件下保護(hù)被測(cè)器件。
[page]
圖 3：應(yīng)用過(guò)功率保護(hù)的 DC - DC 轉(zhuǎn)換器輸入電壓（V）和電流（I）范圍實(shí)例
目前市面上的程控系統(tǒng)電源，絕大多數(shù)不具備過(guò)功率保護(hù)特性。如果針對(duì)每次測(cè)試電壓的設(shè)置, 都需要修改過(guò)壓保護(hù)設(shè)置，不僅繁瑣而且不實(shí)用。Keysight N6900A 和 N7900A APS先進(jìn)系統(tǒng)直流電源提供可配置的智能觸發(fā)系統(tǒng)，可以持續(xù)感應(yīng)輸出功率，進(jìn)而創(chuàng)建邏輯表達(dá)式，以便根據(jù)輸出功率觸發(fā)輸出保護(hù)的下電。如圖 4 所示，使用 N7906A 軟件工具可以直觀地配置邏輯表達(dá)式，然后下載至APS電源。智能觸發(fā)系統(tǒng)是由儀器的硬件支持，能夠確保快速響應(yīng)，這是構(gòu)建保護(hù)機(jī)制的重要因素 。
圖 4：N7906A 軟件工具可以直觀地配置過(guò)功率保護(hù)關(guān)機(jī)
此外，N7906A 具有故障延遲功能，可以防止被測(cè)器件因瞬態(tài)事件產(chǎn)生臨時(shí)功率峰值導(dǎo)致的誤觸發(fā)。除了故障觸發(fā)電源的下電，輸出功率還可以用于觸發(fā)眾多其它的事件和動(dòng)作。
