電源過流保護(hù)

保護(hù)電源免受過流情況的影響

為了確保安全可靠的運(yùn)行壽命，電源配備了各種保護(hù)機(jī)制。其中一些限制了短路故障條件下提供的電流，確保電源的組件不會(huì)過熱或擊穿，從而允許設(shè)備在故障消除后恢復(fù)正常運(yùn)行。但是，在某些條件下，某些用例和負(fù)載可能會(huì)觸發(fā)這些保護(hù)機(jī)制。這可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)故障來源的混淆。要了解故障是電源還是供電的設(shè)備，必須了解所使用的保護(hù)機(jī)制及其局限性。

什么是短路？

大多數(shù)工程師都經(jīng)歷過短路的影響。電線的裸露端接觸接地外殼，并且 - 啪的一聲 - 組件的神奇煙霧被釋放出來。但是，在設(shè)計(jì)電源時(shí)，有必要定義什么是短路，以設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路。短路通常定義為電阻低于1 Ω的連接或?qū)е螺敵鲭妷航抵?00 mV以下的分流電阻。在單輸出電源中，短路將在+VOUT和-VOUT之間。

保護(hù)方法范圍從恒流限制和折返電流限制到打嗝模式保護(hù)。但是，用戶不一定明顯地知道保護(hù)已被觸發(fā)，因此很難確定故障的原因。此外，某些負(fù)載（例如電容器和電動(dòng)機(jī)）在某些條件下看起來像短路。

恒流限制如何工作？

在發(fā)生短路時(shí)，使用恒流限制的電源將其輸出電壓降低到幾乎為零，同時(shí)提供相同的電流。測(cè)量時(shí)，可能存在幾毫伏。在這些條件下，保護(hù)電路確保電源的輸出晶體管不會(huì)損壞。該裝置將無限期地承受這種條件，并確保在無人看管的情況下運(yùn)行時(shí)的安全。

必須了解，這與某些電源提供的恒流過載保護(hù)不同。數(shù)據(jù)手冊(cè)可能為最大額定輸出的 105 – 130% 的輸出電流指定恒定電流模式。但是，在這種條件下長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)損壞電源。

限流繼續(xù)提供指定的電流，同時(shí)將電壓降低到接近零（左）。圖中還顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的限流電路（右）。

折返限流提供什么保護(hù)？

另一種保護(hù)機(jī)制是折返電流限制。一旦電流消耗超過預(yù)定義值，這將降低電流和電壓。隨著消耗的電流增加，電流和電壓都會(huì)進(jìn)一步降低。由于這種機(jī)制不是通用定義的，因此電源設(shè)計(jì)人員可以自由地實(shí)現(xiàn)最適合應(yīng)用的應(yīng)用。當(dāng)發(fā)現(xiàn)此類設(shè)備的故障時(shí)，可能會(huì)引起混淆，因?yàn)殡妷汉碗娏魉坪醭隽藬?shù)據(jù)手冊(cè)的規(guī)格。

假設(shè)應(yīng)用經(jīng)常消耗超過指定的最大電流，但電平不足以被視為短路。在這種情況下，電源有永久性損壞或故障的風(fēng)險(xiǎn)。在真正的短路條件下，折返電流限制為電源提供了比恒流限制方法更好的輸出晶體管保護(hù)。

折返電流限制可降低電流和電壓。電壓降低的精確量可能會(huì)有所不同，并且沒有普遍定義。

但是，非線性和非歐姆負(fù)載可能會(huì)導(dǎo)致問題。此類負(fù)載引起的大浪涌電流可能導(dǎo)致鎖定，即電源接合電流限制但無法退出的情況。

打嗝模式如何保護(hù)電源？

為了避免這種鎖定情況，一些設(shè)計(jì)利用數(shù)字控制的打嗝模式保護(hù)。顧名思義，一旦檢測(cè)到短路情況，電源就會(huì)定期嘗試重新啟動(dòng)其輸出。由于輸出電路關(guān)斷，晶體管、MOSFET和肖特基二極管的熱過載風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。同樣，與折返電流限制一樣，沒有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，因此重新啟動(dòng)嘗試之間的時(shí)間各不相同。兩次嘗試之間的時(shí)間段可以從幾十毫秒到幾秒鐘不等。

打嗝模式通過在短路條件下關(guān)閉輸出來保護(hù)電源。然后，它將自動(dòng)嘗試定期重新啟動(dòng)。

高浪涌電流（如充電電容器）也會(huì)觸發(fā)打嗝模式。如果未連接負(fù)載，電容器可能會(huì)在幾個(gè)打嗝周期內(nèi)充電，從而導(dǎo)致正常工作。長(zhǎng)電纜短路也會(huì)妨礙故障排除，因?yàn)槊看胃暮蠖夹枰紤]打嗝期，并且可能需要一些時(shí)間才能看到所需的電壓。

我應(yīng)該更換電源的內(nèi)部保險(xiǎn)絲嗎？

保險(xiǎn)絲是保護(hù)電源輸出的另一種方法。但是，它們很難指定，因?yàn)檎缥覀兯吹降?，并非所有大電流條件都是短路。一旦吹制，必須尋找正確的替代品，這可能并不總是在手邊。這就是為什么電子保護(hù)機(jī)制是當(dāng)今先進(jìn)電源的標(biāo)準(zhǔn)功能。
電源具有內(nèi)部保險(xiǎn)絲，旨在防止故障。但是，建議聯(lián)系供應(yīng)商進(jìn)行分析。您不得自行打開或修改電源。