Wayon維安OVP小課堂|什么是過壓保護(OVP)與過流保護(OCP)

過壓保護(OVP)和過流保護(OCP)

過壓保護OVP

過壓保護OVP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(fā)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(lián)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-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，是德的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(tǒng)的線性電源設計中，當出現(xiàn)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(qū)域，這也是”線性電

源”名稱的由來。

在線性電源工作過程中，- 旦出現(xiàn)過壓情況，如果該串聯(lián)直通晶體管沒有成功短路，那么 電源內部未經(jīng)調整電壓會完全傳輸?shù)捷敵龆恕?/span>

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(fā)送一個信號來 關閉串聯(lián)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(fā)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(fā)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(fā)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(xiàn)故障時，它不會在干線電壓與輸出端子之間創(chuàng)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?yōu)殡娫从脩籼峁┝诵碌墓δ?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- 問世,便作為附加選件配備給某些型號的電源。后來,前面板.可手

動調節(jié)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(jié)功能進一步整合到電源中, 通過DAC進行控制。戶可按下前面板按鈕，或通過GPIB等接口來調節(jié)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,組可以經(jīng)過校準以便改善總體精度。

對于個幾十瓦到幾十千瓦勵率的電源來講，安全保護特性就像是它的剎車系統(tǒng)。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。

過流保護OCP

與過壓保護一樣,過流保護OCP也同等重要。這- 特性已經(jīng)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-旦出現(xiàn)過載后，在安全方面需 要保護的程度。

通常情況下，-出現(xiàn)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(jù)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(xiàn)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(tài)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(tài)。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(tài)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(zhí)行輸出保護清除(Output Protect Clear)， 以使電源復位,重新啟

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(tǒng)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(tǒng)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(yōu)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。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。

維安電子煙專用OVP WP1230：
OVP過壓保護芯片主要特征：如果檢測到錯誤的輸入操作條件，WP 1230可以斷開系統(tǒng)與其輸出引腳(OUT)的連接。該系統(tǒng)具有高達32V的正過電壓保護，內部過電壓閾值(OVLO)為6.0V，WP 1230還具有內部過溫保護(OTP)功能，并可監(jiān)控芯片溫度以保護器件。該設備是封裝在先進的綠色包裝。