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输出保护

        我们的电源在日常使用时,或多或少都会遇到一些突发状况,比如突然断电,电网电压突然飘高,供电系统电压损坏等等,这个时候,如果是低端的电源很有可能就会出现元器件损坏或者更甚者可能引起烧机炸机引发进一步的灾害。

        为了避免这些问题,我们的电源一般都设置有保护装置,虽然这些电路在电源正常工作时完全不起作用,只有在电路系统发生异常时才会起作用,但是这些线路却能避免电源外部因素和内部因素出现问题时产品对人身造成伤害。

        我们在电源保护功能设计环节中,对负载的保护以及因负载失效而对电源的保护是设计中需要考虑的很重要的方面。预计电源和负载可能发生的失效情况也很重要;如果是军用产品,经常会被要求做一种叫做失效模式和影响分析的工作,在这项工作中,我们要进行两个假设,首先电源中的每一部分电路都会被假设成为开路故障,然后再被假设成短路故障。在这两种情况下,我们要分析每一个部分的故障对电路其他部分会产生什么影响。进行这样的预先设计故障,会让电源的设计更加可靠,为了满足军用客户需求,我们经常采用多个保护电路级联的方式进行设计,这样可以保证电路本身发生异常时,可以提供冗余保护。

        在其他一些不太严格的场合下,我们的电源就不需要这么严苛的设计,但是一些基本的保护功能还是需要的,比如我们常见的过电流OCP保护,过电压OVP保护。

        对于过电流保护,我们以前采用过利用电流控制或一次峰值电流控制器,在电流轻微短路时,限制输出功率,但是后来发现有时会烧坏电路板,后来采用恒流限制法,就是通过电流检测电阻的电压放大,并通过和参考电压进行比较来实现,当超过我们设计的电流保护值时,负载再增大,输出的电流将被限制住,这个方法到现在还在一直使用,也就是采用差动放大器线路来实现这个功能。还有一种方法是过电流反馈限制电路,主要操作就是用输入电压的一小部分作为电流故障的上限参考值,当输出电流检测电阻的电流超过电流上限值时,输出电压被减小,于是输出电流也减小,这就可以防止负载电路烧坏,如下图所示:

       

     对于输出电压过压保护,我们一般有两种方法,一个叫做强制中断法,一个叫做过电压阻碍法。