Wayon维安OVP小课堂|什么是过压保护(OVP)与过流保护(OCP)

过压保护(OVP)和过流保护(OCP)

过压保护OVP

过压保护OVP电压的一个极其重要的特性，旨在防止电源对较为灵敏的器件输入过高的电压。

如果电源输出端子上的电压超过OVP设置,那么电源输出就会关闭,从而保护器件不会因为电压过高而损坏。

一旦电源被打开, OVP始终是工作的,您不能关闭它。如果您不想激活它, 就应将其设置为电源输出最大值的电压值。

有很多原因会导致过压，包括:

1.操作人员人为失误:操作人员可能将电压值设置错误， 超过了预定值， 也就是被测件可承受的最高电压。

2.内部电路故障:电源中的电路可能发生故障，导致输出电压超过预定值。

3.外部电源影响:外部电源(例如与输出并联的其它电源或电池)，可能产生高于预定值的电压。

某些电源的OVP设计在输出上包括一个可控硅整流器(SCR)， 它可以在探测到过电压条件时快速启动， 立即将输出短路, 以防输出电压达到并停留

在一个高电压值上。

SCR电路有时俗称为"撬棍(crowbar) ”电路,因为它的作用就像是在过压一瞬间， 把-大块金属撬到电源输出端，让输出端短路,从而保护被测件

(DUT)不会接收到过高电压。

不同的电源对过压的反应时间差别也很大。例如，是德的N6700系列模块化电源，保护响应时间是50微妙，而E3600系列基础台式电源，响应时间在

几百微秒到3ms。

在传统的线性电源设计中，当出现过电压条件时，电源输出端上的SCR便会启动。

图1是线性电源的工作框图，图中的第4个部件是串行直通的晶体管调整器(Series Pass Transistor)。这个晶体管工作在线性区域，这也是”线性电

源”名称的由来。

在线性电源工作过程中，- 旦出现过压情况，如果该串联直通晶体管没有成功短路，那么 电源内部未经调整电压会完全传输到输出端。

这个电压会高于电源的最大额定电压,很有可能损坏被测件。当OVP激活后,会发送一个信号来 关闭串联直通晶体管。但如果该晶体管没有成功短

路,关闭信号就失去了作用。

这时，保护被测件的唯一途径就是触发输出端上的SCR,使输出短路。当然, SCR电路设计有足够大的能力，可以应对过高的电压以及在短路后随之而

来的电流。

如果晶体管没有成功短路，而触发SCR短路,电源的交流输入线路的保险丝有时会熔断,这可以完全禁用电源，保护被测件。

在开关电源中，电源调整器包含多个大功率开关晶体管，它们有可能发生故障。

但是与线性电源调整设计电路不同,当开关晶体管出现故障时，它不会在干线电压与输出端子之间创建直通的电流路径。因此故障的开关晶体管不太会

导致OVP。

当OVP由于开关调整器中的其他原因而激活时，要求所有开关功率晶体管关闭，以防任何电流流到输出端。因此，输出上无需放置SCR来增加过电压

保护。

几十年前，当我们还在惠普年代时，OVP 就初次开始在我们的电源上使用。从那时起， OVP最为电源的基本设置,便被固定下来。我们内部将其设置

为可能比电源的最大额定输出高10%或20%。

后来,我们为电源用户提供了新的功能,使他们可以通过前面板的一个小孔，通过调整电位计, 轻松自如地控制OVP设置(参见下图2)。

OVP的可调范围通常大约为电源最大额定输出电压的20%至120%。此特性- 问世,便作为附加选件配备给某些型号的电源。后来,前面板.可手

动调节的OVP开始成为大部分高性能电源的标准配置。

随着电子技术的进步, OVP调节功能进一步整合到电源中, 通过DAC进行控制。户可按下前面板按钮，或通过GPIB等接口来调节OVP (参见下

图3)。

目前，OVP已成为几乎所有电源都必不可少的基本功能，可以轻易手动或自动设置,组可以经过校准以便改善总体精度。

对于个几十瓦到几十千瓦励率的电源来讲，安全保护特性就像是它的刹车系统。过流保护在电源的使用过程中，可以保护那些对过高电流非常敏感

的被测件，防止大电流造成损坏。

过流保护OCP

与过压保护一样,过流保护OCP也同等重要。这- 特性已经成为程控电源，特别是高性能测试电源的一个标准配置的性能。

实际上，在高性能电源中,还有一个电流管理的功能， 就是电流限制(Current Limiting)。过流保护和电流限制并不是彼此孤立的，在实际工作中,

OCP和电流限制是配合工作的。

电流限制就是通过设定电源输出的最大电流值，将被测件可以输入 的最大电流限制到安全水平，保护那些对过高电流非常敏感的被测件,防止大电流造

成损坏。

限流工作模式实际_上也有几种不同的方案，这取决于被测件-旦出现过载后，在安全方面需 要保护的程度。

通常情况下，-出现过流，电源就立刻会把电流限制在恒流。但有些时候并不是这样, 这需要根据被测件的要求来决定。

例如，有些被测件在启动过程中有远超出正常工作电流的启动电路,在短时间内,这个较大的启动电流不会对被测件产生破坏。

如果这是立即启动电流限制，被测件就无法正常启动。这就需要将限流的启动时间设定一个延迟。 在高性能电源中，这是可以通过编程实现的。

通过将电流限制到设定最大电流值，可以对被测件提供充分的保护，使其不会在遇到过大电流时受到损坏。

当在电流限制状态时，如果过载消失,那么电源会自动恢复到恒电压(CV) 工作状态。不过,对于某些极易受过载影响的被测件来说，仅仅进行电流限

制可能是不够的。

在这种情况下，可以将过流保护(OCP) 与电流限制结合使用。在OCP启动后，当直流电源进入电流限制状态时，OCP会在指定时延后，接管对直流

电源的控制，关闭直流电源的输出。

工程师可以通过编程控制时延。这样，在遇到不会对被测件造成损坏的短时间峰值电流， 以及其他可接受的短时过载, OCP不会立即启动，关闭直流电

源输出。

OCP与过电压保护(OVP) 的相同点是，在OCP启动而关闭电源输出后,需要执行输出保护清除(Output Protect Clear)， 以使电源复位,重新启

其输出。

不同点是，OCP可以启动和关闭，默认设置通常是关闭; 而OVP通常始终是启用的,不能关闭。

下图为典型的OCP事件。

过流保护OCP的工作原理

当在测试台.上或生产测试系统中给被测件供电时，总是必须提供足够的安全防护,防止被测件和测试设备意外受损。

除了过电流保护(OCP) 之外，系统直流电源还提供了许多其他特性,帮助您预防对过载极其敏感的被测件在测试过程中受到损坏!

一般性能优良的电源， OVP响应时间是几十个微妙，所以可以有效的保护被测件,同样的是德很多电源有OCP的功能，即过流保护。负载短路或者

负载电流超过设定值时，对电源本身提供保护。

当然有些电源应用是说当客户使用OCP功能时，电源一上电就会有瞬间的浪涌电流导致电源保护关断, 如果客户可以接受这个电流，是德科技有些电

源这样的功能就是说可以通过设置OCP响应延迟，允许浪涌电流而不进行保护。

维安电子烟专用OVP WP1230：
OVP过压保护芯片主要特征：如果检测到错误的输入操作条件，WP 1230可以断开系统与其输出引脚(OUT)的连接。该系统具有高达32V的正过电压保护，内部过电压阈值(OVLO)为6.0V，WP 1230还具有内部过温保护(OTP)功能，并可监控芯片温度以保护器件。该设备是封装在先进的绿色包装。