過(guò)壓保護(hù)(OVP) 和過(guò)流保護(hù)(OCP)
過(guò)壓保護(hù) OVP
過(guò)壓保護(hù) OVP 是電壓的一個(gè)極其重要的特性，旨在防止電源對(duì)較為靈敏的器件輸入過(guò)高的電壓。
如果電源輸出端子上的電壓超過(guò) OVP 設(shè)置，那么電源輸出就會(huì)關(guān)閉，從而保護(hù)器件不會(huì)因?yàn)殡妷哼^(guò)高而損壞。
一旦電源被打開(kāi)，OVP始終是工作的，您不能關(guān)閉它。 如果您不想激活它，就應(yīng)將其設(shè)置為電源輸出最大值的電壓值。
有很多原因會(huì)導(dǎo)致過(guò)壓， 包括：
1. 操作人員人為失誤：操作人員可能將電壓值設(shè)置錯(cuò)誤， 超過(guò)了預(yù)定值， 也就是被測(cè)件可承受的最高電壓。
2. 內(nèi)部電路故障：電源中的電路可能發(fā)生故障，導(dǎo)致輸出電壓超過(guò)預(yù)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(chǎn)生高于預(yù)定值的電壓。
某些電源的 OVP 設(shè)計(jì)在輸出上包括一個(gè)可控硅整流器（SCR），它可以在探測(cè)到過(guò)電壓條件時(shí)快速啟動(dòng)， 立即將輸出短路，以防輸出電壓達(dá)到并停留在一個(gè)高電壓值上。
SCR 電路有時(shí)俗稱(chēng)為“撬棍（crowbar）”電路，因?yàn)樗淖饔镁拖袷窃谶^(guò)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(hù)被測(cè)件（DUT）不會(huì)接收到過(guò)高電壓。
不同的電源對(duì)過(guò)壓的反應(yīng)時(shí)間差別也很大。例如，是徳的N6700系列模塊化電源，保護(hù)響應(yīng)時(shí)間是50微妙，而E3600 系列基礎(chǔ)臺(tái)式電源，響應(yīng)時(shí)間在幾百微秒到3ms。
在傳統(tǒng)的線性電源設(shè)計(jì)中，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電壓條件時(shí)，電源輸出端上的 SCR 便會(huì)啟動(dòng)。
圖1是線性電源的工作框圖，圖中的第4個(gè)部件是串行直通的晶體管調(diào)整器（Series Pass Transistor） 。這個(gè)晶體管工作在線性區(qū)域，這也是“線性電源”名稱(chēng)的由來(lái)。
在線性電源工作過(guò)程中，一旦出現(xiàn)過(guò)壓情況，如果該串聯(lián)直通晶體管沒(méi)有成功短路， 那么電源內(nèi)部未經(jīng)調(diào)整電壓會(huì)完全傳輸?shù)捷敵龆恕?nbsp;
這個(gè)電壓會(huì)高于電源的最大額定電壓，很有可能損壞被測(cè)件。當(dāng) OVP 激活后，會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)來(lái)關(guān)閉串聯(lián)直通晶體管。但如果該晶體管沒(méi)有成功短路，關(guān)閉信號(hào)就失去了作用。
這時(shí)，保護(hù)被測(cè)件的唯一途徑就是觸發(fā)輸出端上的 SCR，使輸出短路。當(dāng)然，SCR 電路設(shè)計(jì)有足夠大的能力，可以應(yīng)對(duì)過(guò)高的電壓以及在短路后隨之而來(lái)的電流。
如果晶體管沒(méi)有成功短路，而觸發(fā) SCR 短路，電源的交流輸入線路的保險(xiǎn)絲有時(shí)會(huì)熔斷，這可以完全禁用電源，保護(hù)被測(cè)件。
在開(kāi)關(guān)電源中， 電源調(diào)整器包含多個(gè)大功率開(kāi)關(guān)晶體管，它們有可能發(fā)生故障。
但是與線性電源調(diào)整設(shè)計(jì)電路不同，當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管出現(xiàn)故障時(shí)，它不會(huì)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(kāi)關(guān)晶體管不太會(huì)導(dǎo)致 OVP。
當(dāng) OVP 由于開(kāi)關(guān)調(diào)整器中的其他原因而激活時(shí)，要求所有開(kāi)關(guān)功率晶體管關(guān)閉，以防任何電流流到輸出端。因此，輸出上無(wú)需放置 SCR 來(lái)增加過(guò)電壓保護(hù)。
幾十年前，當(dāng)我們還在惠普年代時(shí)， OVP 就初次開(kāi)始在我們的電源上使用。 從那時(shí)起，OVP 最為電源的基本設(shè)置，便被固定下來(lái)。我們內(nèi)部將其設(shè)置為可能比電源的最大額定輸出高 10％ 或 20％。
后來(lái)，我們?yōu)殡娫从脩?hù)提供了新的功能，使他們可以通過(guò)前面板的一個(gè)小孔， 通過(guò)調(diào)整電位計(jì)，輕松自如地控制 OVP 設(shè)置（參見(jiàn)下圖2）。
OVP 的可調(diào)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(wèn)世，便作為附加選件配備給某些型號(hào)的電源。再后來(lái)，前面板上可手動(dòng)調(diào)節(jié)的 OVP 開(kāi)始成為大部分高性能電源的標(biāo)準(zhǔn)配置。
隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，OVP 調(diào)節(jié)功能進(jìn)一步整合到電源中，通過(guò) DAC 進(jìn)行控制。用戶(hù)可按下前面板按鈕， 或通過(guò) GPIB 等接口來(lái)調(diào)節(jié) OVP（參見(jiàn)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(dòng)或自動(dòng)設(shè)置，并且可以經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)以便改善總體精度。
對(duì)于一個(gè)幾十瓦到幾十千瓦功率的電源來(lái)講，其安全保護(hù)特性就像是它的剎車(chē)系統(tǒng)。過(guò)流保護(hù)在電源的使用過(guò)程中，可以保護(hù)那些對(duì)過(guò)高電流非常敏感的被測(cè)件，防止大電流造成損壞。
過(guò)流保護(hù) OCP
與過(guò)壓保護(hù)一樣，過(guò)流保護(hù) OCP 也同等重要。 這一特性已經(jīng)成為程控電源，特別是高性能測(cè)試電源的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置的性能。
實(shí)際上，在高性能電源中，還有一個(gè)電流管理的功能，就是電流限制 (Current Limiting)。過(guò)流保護(hù)和電流限制并不是彼此孤立的，在實(shí)際工作中，OCP和電流限制是配合工作的。
電流限制就是通過(guò)設(shè)定電源輸出的最大電流值， 將被測(cè)件可以輸入的最大電流限制到安全水平，保護(hù)那些對(duì)過(guò)高電流非常敏感的被測(cè)件，防止大電流造成損壞。
限流工作模式實(shí)際上也有幾種不同的方案，這取決于被測(cè)件一旦出現(xiàn)過(guò)載后， 在安全方面需要保護(hù)的程度。
通常情況下，一旦出現(xiàn)過(guò)流，電源就立刻會(huì)把電流限制在恒流。 但有些時(shí)候并不是這樣，這需要根據(jù)被測(cè)件的要求來(lái)決定。
例如，有些被測(cè)件在啟動(dòng)過(guò)程中有遠(yuǎn)超出正常工作電流的啟動(dòng)電路，在短時(shí)間內(nèi)，這個(gè)較大的啟動(dòng)電流不會(huì)對(duì)被測(cè)件產(chǎn)生破壞。
如果這是立即啟動(dòng)電流限制，被測(cè)件就無(wú)法正常啟動(dòng)。這就需要將限流的啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定一個(gè)延遲。 在高性能電源中， 這是可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)的。
通過(guò)將電流限制到設(shè)定最大電流值，可以對(duì)被測(cè)件提供充分的保護(hù)，使其不會(huì)在遇到過(guò)大電流時(shí)受到損壞。
當(dāng)在電流限制狀態(tài)時(shí)，如果過(guò)載消失，那么電源會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到恒電壓（CV）工作狀態(tài)。不過(guò)，對(duì)于某些極易受過(guò)載影響的被測(cè)件來(lái)說(shuō)，僅僅進(jìn)行電流限制可能是不夠的。
在這種情況下，可以將過(guò)流保護(hù)（OCP）與電流限制結(jié)合使用。在OCP啟動(dòng)后，當(dāng)直流電源進(jìn)入電流限制狀態(tài)時(shí)，OCP 會(huì)在指定時(shí)延后， 接管對(duì)直流電源的控制，關(guān)閉直流電源的輸出。
工程師可以通過(guò)編程控制時(shí)延。這樣， 在遇到不會(huì)對(duì)被測(cè)件造成損壞的短時(shí)間峰值電流，以及其他可接受的短時(shí)過(guò)載，OCP不會(huì)立即啟動(dòng)，關(guān)閉直流電源輸出。
OCP 與過(guò)電壓保護(hù)（OVP）的相同點(diǎn)是，在OCP啟動(dòng)而關(guān)閉電源輸出后，需要執(zhí)行輸出保護(hù)清除（Output Protect Clear），以使電源復(fù)位，重新啟用其輸出。
不同點(diǎn)是，OCP 可以啟動(dòng)和關(guān)閉， 默認(rèn)設(shè)置通常是關(guān)閉；而 OVP 通常始終是啟用的，不能關(guān)閉。
下圖為典型的 OCP 事件。
過(guò)流保護(hù) OCP 的工作原理
當(dāng)在測(cè)試臺(tái)上或生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)中給被測(cè)件供電時(shí)，總是必須提供足夠的安全防護(hù)，防止被測(cè)件和測(cè)試設(shè)備意外受損。
除了過(guò)電流保護(hù)（OCP）之外，系統(tǒng)直流電源還提供了許多其他特性，幫助您預(yù)防對(duì)過(guò)載極其敏感的被測(cè)件在測(cè)試過(guò)程中受到損壞！
一般性能優(yōu)良的電源，OVP響應(yīng)時(shí)間是幾十個(gè)微妙，所以可以有效的保護(hù)被測(cè)件，同樣的是德很多電源有 OCP 的功能，即過(guò)流保護(hù)。當(dāng)負(fù)載短路或者負(fù)載電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，對(duì)電源本身提供保護(hù)。
當(dāng)然有些電源應(yīng)用是說(shuō)當(dāng)客戶(hù)使用 OCP 功能時(shí)，電源一上電就會(huì)有瞬間的浪涌電流導(dǎo)致電源保護(hù)關(guān)斷，如果客戶(hù)可以接受這個(gè)電流，是德科技有些電源這樣的功能就是說(shuō)可以通過(guò)設(shè)置 OCP 響應(yīng)延遲，允許浪涌電流而不進(jìn)行保護(hù)。
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