电源过流保护

保护电源免受过流情况的影响

为了确保安全可靠的运行寿命，电源配备了各种保护机制。其中一些限制了短路故障条件下提供的电流，确保电源的组件不会过热或击穿，从而允许设备在故障消除后恢复正常运行。但是，在某些条件下，某些用例和负载可能会触发这些保护机制。这可能会导致对故障来源的混淆。要了解故障是电源还是供电的设备，必须了解所使用的保护机制及其局限性。

什么是短路？

大多数工程师都经历过短路的影响。电线的裸露端接触接地外壳，并且 - 啪的一声 - 组件的神奇烟雾被释放出来。但是，在设计电源时，有必要定义什么是短路，以设计适当的保护电路。短路通常定义为电阻低于1 Ω的连接或导致输出电压降至100 mV以下的分流电阻。在单输出电源中，短路将在+VOUT和-VOUT之间。

保护方法范围从恒流限制和折返电流限制到打嗝模式保护。但是，用户不一定明显地知道保护已被触发，因此很难确定故障的原因。此外，某些负载（例如电容器和电动机）在某些条件下看起来像短路。

恒流限制如何工作？

在发生短路时，使用恒流限制的电源将其输出电压降低到几乎为零，同时提供相同的电流。测量时，可能存在几毫伏。在这些条件下，保护电路确保电源的输出晶体管不会损坏。该装置将无限期地承受这种条件，并确保在无人看管的情况下运行时的安全。

必须了解，这与某些电源提供的恒流过载保护不同。数据手册可能为最大额定输出的 105 – 130% 的输出电流指定恒定电流模式。但是，在这种条件下长期运行会损坏电源。

限流继续提供指定的电流，同时将电压降低到接近零（左）。图中还显示了一个简单的限流电路（右）。

折返限流提供什么保护？

另一种保护机制是折返电流限制。一旦电流消耗超过预定义值，这将降低电流和电压。随着消耗的电流增加，电流和电压都会进一步降低。由于这种机制不是通用定义的，因此电源设计人员可以自由地实现最适合应用的应用。当发现此类设备的故障时，可能会引起混淆，因为电压和电流似乎超出了数据手册的规格。

假设应用经常消耗超过指定的最大电流，但电平不足以被视为短路。在这种情况下，电源有永久性损坏或故障的风险。在真正的短路条件下，折返电流限制为电源提供了比恒流限制方法更好的输出晶体管保护。

折返电流限制可降低电流和电压。电压降低的精确量可能会有所不同，并且没有普遍定义。

但是，非线性和非欧姆负载可能会导致问题。此类负载引起的大浪涌电流可能导致锁定，即电源接合电流限制但无法退出的情况。

打嗝模式如何保护电源？

为了避免这种锁定情况，一些设计利用数字控制的打嗝模式保护。顾名思义，一旦检测到短路情况，电源就会定期尝试重新启动其输出。由于输出电路关断，晶体管、MOSFET和肖特基二极管的热过载风险显著降低。同样，与折返电流限制一样，没有实现标准，因此重新启动尝试之间的时间各不相同。两次尝试之间的时间段可以从几十毫秒到几秒钟不等。

打嗝模式通过在短路条件下关闭输出来保护电源。然后，它将自动尝试定期重新启动。

高浪涌电流（如充电电容器）也会触发打嗝模式。如果未连接负载，电容器可能会在几个打嗝周期内充电，从而导致正常工作。长电缆短路也会妨碍故障排除，因为每次更改后都需要考虑打嗝期，并且可能需要一些时间才能看到所需的电压。

我应该更换电源的内部保险丝吗？

保险丝是保护电源输出的另一种方法。但是，它们很难指定，因为正如我们所看到的，并非所有大电流条件都是短路。一旦吹制，必须寻找正确的替代品，这可能并不总是在手边。这就是为什么电子保护机制是当今先进电源的标准功能。
电源具有内部保险丝，旨在防止故障。但是，建议联系供应商进行分析。您不得自行打开或修改电源。