详解电源保护技术

liuchengye · 发表于 2023-5-28 17:11

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设计工程师们都知道，电源除了要能在发生负载和线路变化、系统瞬变，以及噪声等偏差的情况下提供稳定的DC (或AC)电压之外，还必须要保护自己免受临时和永久性故障(内部或外部)的影响，从而避免负载损坏。
电源保护涉及很多方面，许多案例会将以下这些方案结合使用：

过载(过电流/短路)保护

包括典型的保险丝──熔断体(fusible link)──可在负载路径短路或开始吸收过多电流时对电源提供保护。许多电源由于只能提供一定量的电流而会「自我限制」，因此不需要使用保险丝——但是在某些法规管制情况下会需要。标准的保险丝是透过「熔断」(开路)而停止电流流动，因此需要进行手动更换；这在某些情况下可能造成麻烦，但在别的情况下可能又是优点。此外，还有电子保险丝，这种产品可以自动重设。

限流(current limiting)和电流折返(current foldback)

这是过载保护的延伸，如果负载从电源吸收的电流超过设计极限，那么电流折返就会将输出电流和相关的电压降低到低于正常工作极限的值。在极端情况下，如果负载发生短路，那么电流就会被限制在最大值的一小部分，而输出电压显然就会变为零。

欠压锁定(Undervoltage lockout，UVLO)

UVLO保护在发现其输入端电压太低时，可确保让DC/DC转换器不尝试运作(图1)。这可能会是一个问题：首先如果电源输出的直流电压太低，那么它就有可能不确定，这就可能导致系统问题。其次，即使电压很低，它也可以防止「吸血鬼」从电源耗电——这有可能耗尽系统正在尝试充电的电池。UVLO还有助于上电时序(power-on sequencing)的正常运作(如果有的化)。第三，如果DC/DC转换器的输入电压过低而无法正常运作，其本身就可能受到损坏。