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盘点电源保护技术

发布时间:2021-04-20 16:47:34 阅读数:()

电源不仅要在负荷和线路变化、系统瞬时变化、噪音等偏差时提供稳定的直流(或AC)电压,还要保护自己免受临时和永久故障(内部或外部)的影响,避免负荷损坏。


1、过载(过电流/短路)保护。这包括古典保险丝(保险丝连接)在内,在负载路径短路或吸收过多电流时可以保护电源。很多电源因为只能提供一定量的电流而限制自己,所以不需要使用保险丝,但是在监督的情况下需要使用。标准保险丝通过保险丝停止电流,因此有时需要手动更换。这可能会给某种情况带来麻烦,但在其他情况下。此外,还有电子保险丝,该产品可自动复位。


2、限流和电流折返保护。这是过载保护的扩展。负荷从电源吸收的电流超过设计界限时,电流折返将输出电流和相关电压降低到低于正常工作界限的值。极端情况下,负荷短路时,电流限制在最大值的一小部分,输出电压明显为零。


随着电源从关闭状态转移到完全打开状态,然后回到关闭状态,电源将经历不同的模式。在此期间,如果电源的输入电压低于正常运行所需的最小值,UVLO可以确保电源不打开而提供输出。



3、过压保护(OVP)。若是电源内部的故障导致输出电压上升到超过规定的最大值,则OVP挥作用,保护负荷不受损伤。当电压超过某个预设水平时,OVP将关闭电源或夹紧输出。OVP回路通常被称为撬棒回路,其作用与在电源输出两端放置金属撬棒相同吧。撬杆电路的设计最好与电源本身无关。


一种类型的撬杆电路只在电源关闭时复位。另一种类型是,除去输出电压故障后,自动复位。之后的类型,不是电源发生严重故障,而是撬棍跳闸的情况很短。虽然现在大部分的电源都有内置撬棍,但是很多供应商都提供了一个小型的独立撬棍电路,可以在需要的时候加入现有的电源。


4、热过载保护。如果电源的冷却方式设计不当或无法使用(如风扇停止、气流堵塞),就会发生热过载。此时,电源可能超过额定温度值,寿命可能大幅缩短,故障可能立即发生。解决方案简单:在电源内部或电源附近设置温度感应电路。如果电源超过预设极限,则使电源进入静态或停止模式。如果温度下降,一些热熔断路器会自动恢复电源,而另一些则不能。


5、反向连接保护。负载反向连接(正电源输出连接负载轨道,反之)反向连接保护阻止电流流动,使电压为零。在电池被切断后再次连接的应用中,如汽车和电池及其连接器未被锁定的应用中,这种保护特别流行。


实用的保护部件包含金属氧化物变阻器(MOV)、正温度系数(PTC)热敏电阻、瞬态电压抑制(TVS)二极管、气体放电管(GDT)和聚合物PTC恢复保险丝。


保护什么,防止什么,我们需要给电源添加哪些类型的保护?和往常一样,答案是依赖电源本身、负荷和系统。从集成电路(包括转换器和稳压器)到更大的模块甚至机箱/开放设备,虽然许多电源和相关功能包括其中一些,但可能需要添加其他设备。



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