详解电源保护技术（二）

liuchengye · 发表于 2023-5-28 17:12

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过压保护(overvoltage protection，OVP)

OVP会在电源内部故障导致其输出电压上升到超过规定的最大值时启动，从而保护负载免受损坏。当电压超过某个默认水平时，OVP就会关闭电源或者对输出进行钳位(clamps)。OVP电路通常被称为「撬棍」(crowbar)电路，大概是因为其作用与在电源输出两端放置一根金属撬棍相同，而撬棍电路的设计最好是与电源本身无关。一种典型的撬棍电路是仅在
电源关闭(跳电)时才会重设。另一种类型则是，一旦清除了输出电压故障，它就会自动重设。后一种类型在引起撬棍跳开的情况很短暂时才有用，而非电源出现严重故障时。尽管现在大多数电源都内建撬棍，但许多供货商都提供了一个小型的独立撬棍电路，而可以在需要时将其添加到现有电源中。

热过载保护(Thermal overload)

如果电源的冷却方式设计不当或无法作用(例如风扇停止、气流阻塞)，就会发生热过载情况。这时，电源就有可能超过其额定温度值，从而严重缩短其寿命，甚至可能导致故障立即发生。解决方案很简单：在电源内部或电源附近设置一个温度感测电路。如果电源超过了预设极限，那么就使电源进入静态或停机模式。如果温度下降，有部分温度保险丝(thermal cutoffs)会自动使电源恢复运作，其他则不能。

反向连接保护(Reverse-connection)

如果负载被反向连接──正电源输出接到负电源轨(negative load rail)，反之亦然──则反接保护就会阻止电流流动并使电压归零。在电池被断开然后又重新连接的应用中，例如在汽车或者电池或其连接器未被锁定的应用中，这种保护特别流行。其他实用的电源保护组件包括金属氧化物变阻器(metal oxide varistor，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(gas discharge tube，GDT)，以及聚合物PTC自恢复保险丝。
要保护什么、防止什么，以及如何进行，这一系列问题并不像看起来那么简单。我们需要为电源添加哪些类型的保护？与往常一样，答案是「取决于」电源本身、负载，以及系统。IC (包括转换器和稳压器)到更大的模块，甚至机箱/开架(chassis/open-frame)设备，虽然许多电源，以及相关功能都会包含以上的几种，但你可能会需要添加其他的。