電源電路|什么是過壓保護(OVP) 和過流保護(OCP)？-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-11-02
過壓保護 OVP 是電壓的一個極其重要的特性，旨在防止電源對較為靈敏的器件輸入過高的電壓。
如果電源輸出端子上的電壓超過 OVP 設置，那么電源輸出就會關閉，從而保護器件不會因為電壓過高而損壞。
一旦電源被打開，OVP始終是工作的，您不能關閉它。 如果您不想激活它，就應將其設置為電源輸出最大值的電壓值。
有很多原因會導致過壓， 包括：
1. 操作人員人為失誤：操作人員可能將電壓值設置錯誤， 超過了預定值， 也就是被測件可承受的最高電壓。
2. 內部電路故障：電源中的電路可能發生故障，導致輸出電壓超過預定值。
3. 外部電源影響：外部電源（例如與輸出并聯的其它電源或電池）， 可能產生高于預定值的電壓。
某些電源的 OVP 設計在輸出上包括一個可控硅整流器（SCR），它可以在探測到過電壓條件時快速啟動， 立即將輸出短路，以防輸出電壓達到并停留在一個高電壓值上。
SCR 電路有時俗稱為“撬棍（crowbar）”電路，因為它的作用就像是在過壓一瞬間，把一大塊金屬撬到電源輸出端，讓輸出端短路，從而保護被測件（DUT）不會接收到過高電壓。
不同的電源對過壓的反應時間差別也很大。例如，是徳的N6700系列模塊化電源，保護響應時間是50微妙，而E3600 系列基礎臺式電源，響應時間在幾百微秒到3ms。
在傳統的線性電源設計中，當出現過電壓條件時，電源輸出端上的 SCR 便會啟動。
圖1是線性電源的工作框圖，圖中的第4個部件是串行直通的晶體管調整器（Series Pass Transistor） 。這個晶體管工作在線性區域，這也是“線性電源”名稱的由來。
在線性電源工作過程中，一旦出現過壓情況，如果該串聯直通晶體管沒有成功短路， 那么電源內部未經調整電壓會完全傳輸到輸出端。
這個電壓會高于電源的最大額定電壓，很有可能損壞被測件。當 OVP 激活后，會發送一個信號來關閉串聯直通晶體管。但如果該晶體管沒有成功短路，關閉信號就失去了作用。
這時，保護被測件的唯一途徑就是觸發輸出端上的 SCR，使輸出短路。當然，SCR 電路設計有足夠大的能力，可以應對過高的電壓以及在短路后隨之而來的電流。
如果晶體管沒有成功短路，而觸發 SCR 短路，電源的交流輸入線路的保險絲有時會熔斷，這可以完全禁用電源，保護被測件。
在開關電源中， 電源調整器包含多個大功率開關晶體管，它們有可能發生故障。
但是與線性電源調整設計電路不同，當開關晶體管出現故障時，它不會在干線電壓與輸出端子之間創建直通的電流路徑。因此故障的開關晶體管不太會導致 OVP。
當 OVP 由于開關調整器中的其他原因而激活時，要求所有開關功率晶體管關閉，以防任何電流流到輸出端。因此，輸出上無需放置 SCR 來增加過電壓保護。
幾十年前，當我們還在惠普年代時， OVP 就初次開始在我們的電源上使用。 從那時起，OVP 最為電源的基本設置，便被固定下來。我們內部將其設置為可能比電源的最大額定輸出高 10％ 或 20％。
后來，我們為電源用戶提供了新的功能，使他們可以通過前面板的一個小孔， 通過調整電位計，輕松自如地控制 OVP 設置（參見下圖2）。
OVP 的可調范圍通常大約為電源最大額定輸出電壓的 20% 至 120%。 此特性一問世，便作為附加選件配備給某些型號的電源。再后來，前面板上可手動調節的 OVP 開始成為大部分高性能電源的標準配置。
隨著電子技術的進步，OVP 調節功能進一步整合到電源中，通過 DAC 進行控制。用戶可按下前面板按鈕， 或通過 GPIB 等接口來調節 OVP（參見下圖3）。
目前，OVP 已成為幾乎所有電源都必不可少的基本功能，可以輕易手動或自動設置，并且可以經過校準以便改善總體精度。
對于一個幾十瓦到幾十千瓦功率的電源來講，其安全保護特性就像是它的剎車系統。過流保護在電源的使用過程中，可以保護那些對過高電流非常敏感的被測件，防止大電流造成損壞。
與過壓保護一樣，過流保護 OCP 也同等重要。 這一特性已經成為程控電源，特別是高性能測試電源的一個標準配置的性能。
實際上，在高性能電源中，還有一個電流管理的功能，就是電流限制 (Current Limiting)。過流保護和電流限制并不是彼此孤立的，在實際工作中，OCP和電流限制是配合工作的。
電流限制就是通過設定電源輸出的最大電流值， 將被測件可以輸入的最大電流限制到安全水平，保護那些對過高電流非常敏感的被測件，防止大電流造成損壞。
限流工作模式實際上也有幾種不同的方案，這取決于被測件一旦出現過載后， 在安全方面需要保護的程度。
通常情況下，一旦出現過流，電源就立刻會把電流限制在恒流。 但有些時候并不是這樣，這需要根據被測件的要求來決定。
例如，有些被測件在啟動過程中有遠超出正常工作電流的啟動電路，在短時間內，這個較大的啟動電流不會對被測件產生破壞。
如果這是立即啟動電流限制，被測件就無法正常啟動。這就需要將限流的啟動時間設定一個延遲。 在高性能電源中， 這是可以通過編程實現的。
通過將電流限制到設定最大電流值，可以對被測件提供充分的保護，使其不會在遇到過大電流時受到損壞。
當在電流限制狀態時，如果過載消失，那么電源會自動恢復到恒電壓（CV）工作狀態。不過，對于某些極易受過載影響的被測件來說，僅僅進行電流限制可能是不夠的。
在這種情況下，可以將過流保護（OCP）與電流限制結合使用。在OCP啟動后，當直流電源進入電流限制狀態時，OCP 會在指定時延后， 接管對直流電源的控制，關閉直流電源的輸出。
工程師可以通過編程控制時延。這樣， 在遇到不會對被測件造成損壞的短時間峰值電流，以及其他可接受的短時過載，OCP不會立即啟動，關閉直流電源輸出。
OCP 與過電壓保護（OVP）的相同點是，在OCP啟動而關閉電源輸出后，需要執行輸出保護清除（Output Protect Clear），以使電源復位，重新啟用其輸出。
不同點是，OCP 可以啟動和關閉， 默認設置通常是關閉；而 OVP 通常始終是啟用的，不能關閉。
下圖為典型的 OCP 事件。
過流保護 OCP 的工作原理
當在測試臺上或生產測試系統中給被測件供電時，總是必須提供足夠的安全防護，防止被測件和測試設備意外受損。
除了過電流保護（OCP）之外，系統直流電源還提供了許多其他特性，幫助您預防對過載極其敏感的被測件在測試過程中受到損壞！
一般性能優良的電源，OVP響應時間是幾十個微妙，所以可以有效的保護被測件，同樣的是德很多電源有 OCP 的功能，即過流保護。當負載短路或者負載電流超過設定值時，對電源本身提供保護。
當然有些電源應用是說當客戶使用 OCP 功能時，電源一上電就會有瞬間的浪涌電流導致電源保護關斷，如果客戶可以接受這個電流，是德科技有些電源這樣的功能就是說可以通過設置 OCP 響應延遲，允許浪涌電流而不進行保護。
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