精彩博客:你所不知道的電源過流保護秘密
發布時間:2014-10-31 責任編輯:sherryyu
【導讀】在(zai)過(guo)去(qu)的(de)文(wen)章(zhang)中(zhong),關(guan)於(yu)電(dian)源(yuan)保(bao)護(hu)能(neng)力(li)的(de)文(wen)章(zhang)就(jiu)有(you)好(hao)幾(ji)篇(pian)。測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)電(dian)源(yuan)的(de)保(bao)護(hu)能(neng)力(li),就(jiu)如(ru)同(tong)汽(qi)車(che)的(de)製(zhi)動(dong)和(he)安(an)全(quan)防(fang)護(hu)係(xi)統(tong),其(qi)重(zhong)要(yao)性(xing)超(chao)過(guo)其(qi)他(ta)的(de)所(suo)有(you)特(te)性(xing)。今(jin)天(tian)這(zhe)裏(li)為(wei)大(da)家(jia)講(jiang)解(jie)你(ni)所(suo)不(bu)知(zhi)道(dao)的(de)電(dian)源(yuan)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)秘(mi)密(mi)。
在zai過guo去qu的de文wen章zhang中zhong,關guan於yu電dian源yuan保bao護hu能neng力li的de文wen章zhang就jiu有you好hao幾ji篇pian。測ce試shi過guo程cheng中zhong電dian源yuan的de保bao護hu能neng力li,就jiu如ru同tong汽qi車che的de製zhi動dong和he安an全quan防fang護hu係xi統tong,其qi重zhong要yao性xing超chao過guo其qi他ta的de所suo有you特te性xing。
當今係統直流電源整合了多種保護特性,能夠保護被測器件(DUT)和電源自身免於故障或設置不當導致的損壞。你肯定對過壓保護(OVP)和過流保護(OCP)不陌生,這是大多數係統直流電源應用的兩個核心保護特性,能夠防護功率相關損壞。
guoyabaohukeyizaidianyagaoyuyunxuyunxingdianyashangxianshibangzhuquebaobeiceqijianbuhuizaoshoudianyuanxiangguandesunhuai。guoyasunhuaijihuzaishunjianchansheng,yincizaishezhiguoyabaohudianyashi,yingdiyubeicejiandesunhuaidianping,yitigongyidingfanweideyuliang;但(dan)保(bao)護(hu)電(dian)壓(ya)的(de)設(she)置(zhi),也(ye)要(yao)略(lve)高(gao)於(yu)被(bei)測(ce)器(qi)件(jian)的(de)最(zui)大(da)預(yu)期(qi)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya),以(yi)避(bi)免(mian)電(dian)壓(ya)瞬(shun)變(bian)造(zao)成(cheng)被(bei)測(ce)件(jian)的(de)重(zhong)啟(qi)。過(guo)壓(ya)形(xing)成(cheng)通(tong)常(chang)源(yuan)於(yu)被(bei)測(ce)器(qi)件(jian)的(de)外(wai)部(bu)因(yin)素(su)。在(zai)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)程(cheng)控(kong)電(dian)源(yuan)中(zhong),過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)的(de)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)通(tong)常(chang)在(zai)10uS-100uS。
guoliubaohukeyibangzhubaohubeiceqijian,fangzhineibuduanluhuoqitaguzhangdaozhiguogaodedianliu,zaochengbeicejiandesunhuai。guoliubaohudexiangyingshijiantongchangshicongbaiweimiaojidaohaomiaoji,butongxingnengdedianyuanzhegezhibiaoxiangchajiaoda,xingnengyuehaodedianyuan,xiangyingshijianyueduan。tongshi,guoliuyuegao,dianyuandexiangyingshijianzeyueduan。youyubeicejianzaiqidongguochengzhongwangwangcunzaibijiaogaodelangyongdianliu,zhehuiyuangaoyubeicejiandezhengchanggongzuodianliu,ruguozhegelangyongdianliudeshijianguochang,jiuhuichufadianyuandeOCP,congerdianyuanxiadian,beicejianwufaqidong。zhengshiyouyuzhegeyuanyin,youxiebeicejianzaiyonggaoxingnengdianyuanchangchangwufazhengchangqidong,ershiyongzapaidedianyuanshi,beicejianzekeyiqidong, 因為雜牌電源OCP啟動時間過長。為了解決這個問題,高性能電源可以允許使用者設置電源上電時OCP啟動的電流幅度窗口和時間,即確保被測件的正常啟動, 又可確保了被測件的安全
但在很多的應用場合,僅僅OVP和OCP對於器件測試過程中的保護往往是不夠的。在這裏,我們用一個實例來說明。圖 1 是實例被測器件的過壓保護和過流保護描述。這是一個電壓固定輸出為48V /最大工作電流9.4A的電源,最大功耗為450W。測試過程中,我們設定過壓保護和過流保護為比被測器件的電壓和電流值高 10%,以保護被測器件。

然而,並非所有被測器件都具有與圖 1 類似的電壓和電流工作範圍。以車載 DC – DC 轉換器為例, 這類器件具有寬泛的工作電壓範圍,而功率相對恒定。這裏的DC-DC轉換器廣泛應用在車載及軍用電子產品中,以適應變化範圍大、輸入電壓不穩定的工作環境。如圖 2 所示,DC – DC 轉換器的工作電壓為 24-48 V,功耗 225W。DC – DC 轉換器的轉換效率通常很高,其自身的能量損耗極低,絕大部分傳輸到了負載。如果 DC – DC 轉換器一旦發生故障,就會導致自身能耗迅速上升,轉換效率降低,可能會由於過熱而損壞。在這種情況下,就需要設置24V的過壓保護。可是,一旦設置了24V的過壓保護,就會導致更高電壓值的測試無法進行。如下圖所示。

具備過功率保護能力的程控電源可以解決上述問題,因為過功率保護可以在所有輸入電壓設置條件下保護被測器件。
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圖 3:應用過功率保護的 DC - DC 轉換器輸入電壓(V)和電流(I)範圍實例
目前市麵上的程控係統電源,絕大多數不具備過功率保護特性。如果針對每次測試電壓的設置, 都需要修改過壓保護設置,不僅繁瑣而且不實用。Keysight N6900A 和 N7900A APS先(xian)進(jin)係(xi)統(tong)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)可(ke)配(pei)置(zhi)的(de)智(zhi)能(neng)觸(chu)發(fa)係(xi)統(tong),可(ke)以(yi)持(chi)續(xu)感(gan)應(ying)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv),進(jin)而(er)創(chuang)建(jian)邏(luo)輯(ji)表(biao)達(da)式(shi),以(yi)便(bian)根(gen)據(ju)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)觸(chu)發(fa)輸(shu)出(chu)保(bao)護(hu)的(de)下(xia)電(dian)。如(ru)圖(tu) 4 所示,使用 N7906A 軟件工具可以直觀地配置邏輯表達式,然後下載至APS電源。智能觸發係統是由儀器的硬件支持,能夠確保快速響應,這是構建保護機製的重要因素

圖 4:N7906A 軟件工具可以直觀地配置過功率保護關機
此外,N7906A 具ju有you故gu障zhang延yan遲chi功gong能neng,可ke以yi防fang止zhi被bei測ce器qi件jian因yin瞬shun態tai事shi件jian產chan生sheng臨lin時shi功gong率lv峰feng值zhi導dao致zhi的de誤wu觸chu發fa。除chu了le故gu障zhang觸chu發fa電dian源yuan的de下xia電dian,輸shu出chu功gong率lv還hai可ke以yi用yong於yu觸chu發fa眾zhong多duo其qi它ta的de事shi件jian和he動dong作zuo。


