保護電源免受過流情況的影響

為了確保安全可靠的運行壽命，電源配備了各種保護機制。其中一些限制了短路故障條件下提供的電流，確保電源的組件不會過熱或擊穿，從而允許設備在故障消除后恢復正常運行。但是，在某些條件下，某些用例和負載可能會觸發這些保護機制。這可能會導致對故障來源的混淆。要了解故障是電源還是供電的設備，必須了解所使用的保護機制及其局限性。

什么是短路？

大多數工程師都經歷過短路的影響。電線的裸露端接觸接地外殼，并且 - 啪的一聲 - 組件的神奇煙霧被釋放出來。但是，在設計電源時，有必要定義什么是短路，以設計適當的保護電路。短路通常定義為電阻低于1 Ω的連接或導致輸出電壓降至100 mV以下的分流電阻。在單輸出電源中，短路將在+VOUT和-VOUT之間。

保護方法范圍從恒流限制和折返電流限制到打嗝模式保護。但是，用戶不一定明顯地知道保護已被觸發，因此很難確定故障的原因。此外，某些負載（例如電容器和電動機）在某些條件下看起來像短路。

恒流限制如何工作？

在發生短路時，使用恒流限制的電源將其輸出電壓降低到幾乎為零，同時提供相同的電流。測量時，可能存在幾毫伏。在這些條件下，保護電路確保電源的輸出晶體管不會損壞。該裝置將無限期地承受這種條件，并確保在無人看管的情況下運行時的安全。

必須了解，這與某些電源提供的恒流過載保護不同。數據手冊可能為最大額定輸出的 105 – 130% 的輸出電流指定恒定電流模式。但是，在這種條件下長期運行會損壞電源。

限流繼續提供指定的電流，同時將電壓降低到接近零（左）。圖中還顯示了一個簡單的限流電路（右）。

折返限流提供什么保護？

另一種保護機制是折返電流限制。一旦電流消耗超過預定義值，這將降低電流和電壓。隨著消耗的電流增加，電流和電壓都會進一步降低。由于這種機制不是通用定義的，因此電源設計人員可以自由地實現最適合應用的應用。當發現此類設備的故障時，可能會引起混淆，因為電壓和電流似乎超出了數據手冊的規格。

假設應用經常消耗超過指定的最大電流，但電平不足以被視為短路。在這種情況下，電源有永久性損壞或故障的風險。在真正的短路條件下，折返電流限制為電源提供了比恒流限制方法更好的輸出晶體管保護。

折返電流限制可降低電流和電壓。電壓降低的精確量可能會有所不同，并且沒有普遍定義。

但是，非線性和非歐姆負載可能會導致問題。此類負載引起的大浪涌電流可能導致鎖定，即電源接合電流限制但無法退出的情況。

打嗝模式如何保護電源？

為了避免這種鎖定情況，一些設計利用數字控制的打嗝模式保護。顧名思義，一旦檢測到短路情況，電源就會定期嘗試重新啟動其輸出。由于輸出電路關斷，晶體管、MOSFET和肖特基二極管的熱過載風險顯著降低。同樣，與折返電流限制一樣，沒有實現標準，因此重新啟動嘗試之間的時間各不相同。兩次嘗試之間的時間段可以從幾十毫秒到幾秒鐘不等。

打嗝模式通過在短路條件下關閉輸出來保護電源。然后，它將自動嘗試定期重新啟動。

高浪涌電流（如充電電容器）也會觸發打嗝模式。如果未連接負載，電容器可能會在幾個打嗝周期內充電，從而導致正常工作。長電纜短路也會妨礙故障排除，因為每次更改后都需要考慮打嗝期，并且可能需要一些時間才能看到所需的電壓。

我應該更換電源的內部保險絲嗎？

保險絲是保護電源輸出的另一種方法。但是，它們很難指定，因為正如我們所看到的，并非所有大電流條件都是短路。一旦吹制，必須尋找正確的替代品，這可能并不總是在手邊。這就是為什么電子保護機制是當今先進電源的標準功能。
電源具有內部保險絲，旨在防止故障。但是，建議聯系供應商進行分析。您不得自行打開或修改電源。