什么是電源保護(hù)？如何進(jìn)行電源保護(hù)？

設(shè)計(jì)人員知道，電源的重要性不僅僅在于其能夠提供穩(wěn)定的DC（或AC）電壓，即使負(fù)載和線路發(fā)生變化，系統(tǒng)瞬變，噪聲和其他像差也是如此。電源必須保護(hù)自己免受臨時(shí)和永久性故障（內(nèi)部或外部）的影響，這可能會(huì)導(dǎo)致其負(fù)載損壞。

保護(hù)涉及很多方面，許多耗材將它們結(jié)合使用：

過載（過流/短路）保護(hù)，包括經(jīng)典的保險(xiǎn)絲（熔斷線），可在負(fù)載路徑短路或開始消耗過多電流時(shí)保護(hù)電源。許多電源在只能提供一定量的電流的意義上是“自我限制”的，因此不需要保險(xiǎn)絲-在某些監(jiān)管情況下需要使用此保險(xiǎn)絲。“熔斷”（斷路）并阻止電流流過的標(biāo)準(zhǔn)保險(xiǎn)絲需要手動(dòng)更換。在某些情況下這是一個(gè)問題，但在另一些情況下卻是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。還有電子保險(xiǎn)絲，它們會(huì)自動(dòng)自復(fù)位。

限流和電流折返是過載保護(hù)的擴(kuò)展。如果負(fù)載從電源汲取的電流超過設(shè)計(jì)極限，則電流折返將使輸出電流和相關(guān)電壓均降低到低于正常工作極限的值。在極端情況下，如果負(fù)載發(fā)生短路，則電流會(huì)被限制在最大值的一小部分，而輸出電壓顯然會(huì)變?yōu)榱恪?/p>

欠壓鎖定（UVLO）確保當(dāng)DC / DC轉(zhuǎn)換器在其輸入端看到的輸入電壓太低時(shí)，它不會(huì)嘗試運(yùn)行，如圖1所示。為什么會(huì)有問題呢？首先，如果電源輸出的直流電壓過低，則電源輸出可能不確定，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)問題。其次，即使電壓很低，它也可以防止“吸血鬼”從電源中耗電。這可能會(huì)耗盡系統(tǒng)正在嘗試充電的電池。UVLO還可以幫助上電排序（如果有）正常運(yùn)行。第三，如果DC / DC轉(zhuǎn)換器自身的輸入電壓過低而無法正常工作，則它可能會(huì)損壞而損壞。

在電源從關(guān)閉過渡到完全開啟然后再從關(guān)閉過渡到不同模式的電源期間，UVLO確保輸入電壓低于正常運(yùn)行所需的最小值時(shí)，電源不會(huì)嘗試開啟并提供輸出。（圖片來源：德州儀器（Texas Instruments））

如果電源內(nèi)部故障導(dǎo)致其輸出電壓上升到超過規(guī)定的最大值，從而可能損壞負(fù)載，則過壓保護(hù)（OVP）起作用。當(dāng)電壓超過預(yù)設(shè)水平時(shí)，OVP將關(guān)閉電源或鉗位輸出。OVP電路通常被稱為“撬棍”，大概是因?yàn)樗哂信c在電源輸出上放置金屬撬棍相同的作用。正確設(shè)計(jì)的撬棍的功能與電源本身無關(guān)。

僅當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，一種撬棍才會(huì)復(fù)位（一旦跳閘）。在另一種類型中，一旦清除了輸出電壓故障，它將自行復(fù)位。當(dāng)使撬棍跳閘的情況是短暫的而不是電源出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，后一種方法很有用。盡管現(xiàn)在大多數(shù)電源都帶有內(nèi)置撬棍，但許多供應(yīng)商都提供了一個(gè)小型的獨(dú)立撬棍電路，可以在需要時(shí)將其添加到現(xiàn)有電源中。

如果電源的冷卻方法設(shè)計(jì)不當(dāng)或使用失敗（例如風(fēng)扇停止，氣流阻塞），則會(huì)發(fā)生熱過載。這樣，電源可能會(huì)超過其溫度額定值，這將嚴(yán)重縮短其壽命，甚至可能導(dǎo)致立即發(fā)生故障。解決方案很簡(jiǎn)單：電源內(nèi)部或電源附近的溫度感應(yīng)電路，如果電源超過預(yù)設(shè)的極限，則使電源進(jìn)入靜態(tài)或停機(jī)模式。如果溫度下降，一些熱熔斷路器會(huì)自動(dòng)使電源恢復(fù)運(yùn)行，而其他一些則不能。

反向連接保護(hù)功能可在負(fù)載反向連接時(shí)阻止電流流動(dòng)，并將電壓歸零-正電源輸出至負(fù)負(fù)載軌，反之亦然。它在斷開電池然后再連接的應(yīng)用中尤其流行，例如在汽車中或沒有固定支架或連接器的應(yīng)用中。

其中有用的保護(hù)裝置包括金屬氧化物變阻器（MOV），正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻，瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管，氣體放電管（GDT）和聚合物PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。

保護(hù)什么，防止什么以及如何做的整個(gè)問題并不像看起來那樣簡(jiǎn)單。您需要向供應(yīng)商添加哪些類型的保護(hù)類型？與往常一樣，答案是“取決于” —基于電源本身，負(fù)載和系統(tǒng)。從IC（包括轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器）到較大的模塊甚至機(jī)箱/開放式單元，許多電源和相關(guān)功能都包括其中一些，但是您可能需要添加其他電源和相關(guān)功能。

編輯：hfy