設(shè)計人員都知道，電源除了要能在發(fā)生負載和線路變化、系統(tǒng)瞬變以及噪聲等偏差的情況下提供穩(wěn)定的DC（或AC）電壓外，還必須要能保護自己免受臨時和永久性故障（內(nèi)部或外部）的影響，從而避免負載受到損壞。

保護涉及很多方面，許多電源都會結(jié)合使用它們：

過載（過電流/短路）保護，包括經(jīng)典的熔斷器（熔絲連接），可在負載路徑短路或開始吸收過多電流時對電源提供保護。許多電源由于只能提供一定量的電流而會“自我限制”，因此不需要使用熔斷器——但是在某些監(jiān)管情況下卻需要使用它。標準的熔斷器是通過“熔斷”（開路）而停止電流流動，因此需要進行手動更換；這在某些情況下可能造成麻煩，但在別的情況下可能又是優(yōu)點。此外還有電子熔斷器，這種產(chǎn)品可以自動自復(fù)位。

限流和電流折返保護是過載保護的擴展。如果負載從電源吸收的電流超過設(shè)計極限，那么電流折返就會將輸出電流和相關(guān)的電壓降低到低于正常工作極限的值。在極端情況下，如果負載發(fā)生短路，那么電流就會被限制在最大值的一小部分，而輸出電壓顯然就會變?yōu)榱恪?/p>

欠壓鎖定（UVLO）保護在發(fā)現(xiàn)其輸入端的輸入電壓太低時，可確保讓DC/DC轉(zhuǎn)換器不嘗試運行（圖1）。這為什么會有問題？首先，如果電源輸出的直流電壓太低，那么它就有可能不確定，這就可能導(dǎo)致系統(tǒng)問題。其次，即使電壓很低，它也可以防止“吸血鬼”從電源耗電——這有可能耗盡系統(tǒng)正在嘗試充電的電池。如果有上電時序的話，UVLO還可以幫助其正常運行。第三，如果DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓過低而無法正常運行，那么它自身就可能受到損壞。

圖1：隨著電源從關(guān)閉狀態(tài)過渡到完全開啟狀態(tài)，然后再回到關(guān)閉狀態(tài)，電源會經(jīng)歷不同的模式；在此期間，如果電源的輸入電壓低于正常運行所需的最小值，那么UVLO可以確保電源不嘗試開啟而提供輸出。（圖片來源：德州儀器）

過壓保護（OVP）——如果電源內(nèi)部的故障導(dǎo)致其輸出電壓上升到超過規(guī)定的最大值，那么OVP電路就會起作用，從而保護負載免受損壞。當電壓超過某個預(yù)設(shè)水平時，OVP就會關(guān)閉電源或者對輸出進行鉗位。OVP電路通常被稱為“撬棍”電路，大概是因為其作用與在電源輸出兩端放置一根金屬撬棍相同吧。撬棍電路的設(shè)計最好是與電源本身無關(guān)。

一種類型的撬棍電路是（一旦跳閘則）僅在電源關(guān)閉時才會復(fù)位。另一種類型則是，一旦清除了輸出電壓故障，它就會自動復(fù)位。后一種類型在引起撬棍跳閘的情況很短暫而非電源出現(xiàn)嚴重故障時就很有用。盡管現(xiàn)在大多數(shù)電源都帶有內(nèi)置撬棍，但許多供應(yīng)商都提供了一個小型的獨立撬棍電路，而可以在需要時將其添加到現(xiàn)有電源中。

熱過載保護——如果電源的冷卻方式設(shè)計不當或不能使用（例如風扇停止、氣流阻塞），那么就會發(fā)生熱過載。這時，電源就有可能超過其額定溫度值，從而嚴重縮短其壽命，甚至可能導(dǎo)致故障立即發(fā)生。解決方案很簡單：在電源內(nèi)部或電源附近設(shè)置一個溫度感應(yīng)電路。如果電源超過了預(yù)設(shè)極限，那么就使電源進入靜態(tài)或停機模式。如果溫度下降，一些熱熔斷路器會自動使電源恢復(fù)運行，而其他一些則不能。

反向連接保護——如果負載受到反向連接（正電源輸出接負負載軌，反之亦然），則反接保護就會阻止電流流動并使電壓歸零。在電池被斷開然后又重新連接的應(yīng)用中，例如在汽車或者電池或其連接器未被鎖定的應(yīng)用中，這種保護特別流行。

實用的保護器件包括金屬氧化物變阻器（MOV）、正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻、瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管、氣體放電管（GDT），以及聚合物PTC自恢復(fù)熔斷器。

要保護什么、防止什么以及如何進行，這一系列問題并不像看起來那樣簡單。我們需要向電源添加哪些類型的保護？與往常一樣，答案是“取決于”電源本身、負載以及系統(tǒng)。從IC（包括轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器）到更大的模塊甚至機箱/開放式設(shè)備，雖然許多電源以及相關(guān)功能都包括其中的一些，但是你可能需要添加其他進去。

你首選的電源保護是什么？你為電源添加了哪些類型的保護，這又是出于你良好的工程判斷力還是出于你的試錯經(jīng)歷？

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