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输出过压保护电路的设计思路 开关电源在使用过程中会发生输出电压过高或者过低的现象：开关电源存在一个额定电压，如果超出额定电压就可能超出输出电容的耐压值，电源会因此发热击穿而烧毁甚至起火，因此设计出不同类型的保护电路，当控制电路失效或其他故障导致电压升高时，关闭电源的输出，从而保护负载，提高系统的可靠性。 一丶引言 开关电源在使用过程中会发生输出电压过高或者过低的现象：开关电源存在一个额定电压，如果超出额定电压就可能超出输出电容的耐压值，电源会因此发热击穿而烧毁甚至起火，因此设计出不同类型的保护电路，当控制电路失效或其他故障导致电压升高时，关闭电源的输出，从而保护负载，提高系统的可靠性。 二丶常见方式 以下介绍几种目前常见的过压保护电路原理及优势分析： （1）输出过压保护电路一 该方案是通过稳压管以及 光耦 的搭配，靠光耦的导通来控制原边控制IC停止工作，实现过压保护；当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或者电路本身出现的故障导致输出电压升高，该电路会将电压钳位在设定值。 工作原理分析： 当输出过压时，加在D730上的电压大于其稳定值时，D730将导通，输出电压会被钳位，同时过压信号会通过OC730向原边反馈，使得原边控制IC用于过压保护的引脚拉低或致高（如图：拉低SNSBOOST引脚）从而停止工作。 （2）输出过压保护电路二 该方案是在第一个电路的基础上进行的一系列改动，去掉原有的 稳压二极管 ，采用TL431来检测输出电压的电路，提高了采样精度； 图2 工作原理分析： 过压时，输出电压通过 电阻 R730与R731//R732的分压，使得VA＞Vref，U730将导通，同时过压信号会通过OC730向原边反馈，使得原边控制IC用于过压保护的引脚拉低或致高（如图：拉低SNSBOOST引脚）从而停止工作。 以上两种方案中都存在一个光耦，这是因为我们的电源需要做隔离，但其实光耦的价格本身就不算便宜，因此我们思考能否在去掉光耦的同时可以检测输出电压，而需要隔离且不需要用到光耦，自然而然的就会想到我们常用的 变压器 等一系列 磁芯 器件，但增加器件又违背了想要价格更便宜的原则，因此需要在不增加其他器件的基础上实现过压保护。 而隔离电源都存在一个隔离变压器，这是每个开关电源都会有的，因此我们可以利用该变压器来实现原副边隔离，因为开关电源原边都存在 VCC 绕组，因此我们可以利用VCC绕组实现输出过压保护，第三种保护电路应运而生。 （3）输出过压保护电路三 该方案采用原边辅助绕组VCC，通过耦合副边输出电压，输出电压升高导致VCC电压升高从而实现输出过压保护的作用； 图3 工作原理分析： 过压时，输出电压Vo2升高时，辅助绕组电压PAUX电压升高，通过上下拉电阻R812与R813//R814的分压提供给IC的DEM引脚，当DEM引脚电压超过OVP电压阀值时，IC将进入输出电压过压保护状态，IC停止工作。 以上三种方案中：方案一以及方案二均可被使用在自身反馈环路出问题以及输出电压被外部电压强制提高时起作用，而方案三仅针对与电源自身反馈出问题时才起作用。 而在针对单纯的输出电压因外部电压强制升高而导致的异常同样有以下两种可行方案： （4）输出过压保护电路四 在输出端增加一个钳位二极管，原理如图4所示： 图4 工作原理分析： 当输出端反灌电压进入开关电源时，输出端稳压管将导通，防止电压灌入导致电源内部器件损坏，同时缺点相较为明显，稳压管电压钳位时间较短，时间过长容易损坏。 （5）输出过压保护电路五 为解决输出端反灌电压时间较长问题，我们可以采用输出端串联二极管的方式（买电子元器件现货上唯样商城），使得反灌电压无法进入电源内部，只能由电源向外输出，而不能外灌电压进入，但相应的会产生其他问题，因二极管存在导通压降，当输出电路较大时，二极管发热剧增，增大了电源损耗，同时因导通压降原因降低了输出电压精度。原理如下图5所示： 图5 因此该方案只是用于输出电流较小且输出电压精度不高的产品。 三、小结 从以上五种常用电路的原理以及优缺点分析来看，方案四以及方案五只针对外灌电压形式的过压保护，不适用于不同场景应用，方案一以及方案三的精度问题也较为明显，相对于言，方案二中仅因光耦以及431而增加的部分费用，在中大功率产品中影响并不大，市场在使用中更在意的是产品的稳定性和安全性。 目前， 金升阳 120W以上的机壳开关电源 LM 系列，导轨电源LI系列等产品均使用方案二的输出过压保护电路，提升整个系统的可靠性。 未来，金升阳也会持续响应市场 趋势 ，始终如一，深耕电源技术创新，脚踏实地将民族工业品牌发扬光大，为客户提供更优质的产品，为 国产 电源崛起贡献力量。

  摘自上海雷卯电子 “USB 3.0 标准保护方案必须支持每端口最小 900mA 的电流，过电流保护必须满足发生故障时在 60s 内将故障电流限制在 5A 以下。 ” 。 与 USB2.0 集线器可以通过总线供电不同， USB3.0 将不会提供这种选择，而只能通过自有电源供电。由于需要一个插孔端口对 USB3.0 集线器应用中的所有连接器供电，因此该插孔上需要使用电路保护器件防止因过压事件受损，这类事件可能有非稳压电源、逆向电压或电压瞬态。现在只要一颗 ESD 器件，能够帮助实现协同的过流 / 过压保护方案。 在过压保护方面， USB3.0 新规范的出台将使传统 0.5A 端口设计的过压保护器件不再适用。如果一台 0.9A 主机断开，将产生高感应电压尖峰，这会对仍然留在总线上的设备造成负面影响。各种接口和充电系统都会因为使用不正确充电器、稳压不良的第三方充电器或者热插拔事件而使便携式电子设备面临受损的危险。 雷卯电子表示： “ 虽然主要的手机 OEM 厂商都有内部关于 USB 输入口的过压保护要求，以保证 USB 输入端口可以承受 16V 到 24V 的电压，但内部测试表明，带电热插拔时所引起的瞬态脉冲，尽管非常短仍然会超过上述的 16-24V 电压。我们建议在所有 USB 设备电源输入端口进行过压保护。 ” 在所有 USB 受电设备，尤其是 VBUS 端口上安装过压保护器件可以有效防止因电压瞬态而受损。对于 USB 3.0 而言， ESD 器件可酌情置于 USB 输入端口、 Power -B 插头和母插孔电源端口上。 leiditech 指出， USB 3.0 对于过压保护的要求相对于 USB2.0 没有任何变化，不会影响所推荐用于 USB 端口的过压、 ESD 保护元件的型号。 过压瞬态往往是 ESD 造成的，电源总线和数据总线上都可能出现。现有 USB 2.0 协议支持最高 480Mbps 的数据传输速率，而 USB 3.0 规范支持的数据传输速率高达 5Gbps ，因此 USB 3.0 的数据线上需要具有快速钳位和恢复响应的极低电容 ESD 器件。      

在测试过程中，超出被测器件极限的电流或电压相关的事件， 是造成被测件电气损坏的两个最常见原因。导致电流或电压超限的原因可能出自被测件自身， 或是由测试系统导致。过压是导致被测器件受损的最常见电源相关事件，也就是电压高于被测器件允许的最大安全电压值。出现过压的原因很多，但对于测试系统来说， 其根源在于设置错误或者内部故障。   为了避免被测件遭受意外的过压损坏，测试系统电源内置的过压保护（ OVP ）系统可以在检测到电压高于预设阈值后即时关闭输出。如需了解过压保护的详细信息，请参阅此前文章“ 电源的 “ 刹车系统 ”OVP - 程控电源的技术和应用（ 21 ） ” http://forum.eet-cn.com/BLOG_ARTICLE_17079.HTM ， 了解相关细节。   过压损坏的关键在于，大多数情况下，电压超过被测器件损坏阈值的同时，被测器件即遭受损坏。因此，您必须优化测试系统和设置以提供有效的被测器件过压保护。首先，过压保护启动阈值设置应低于被测器件的最高电源损坏阈值，同时略高于被测器件的预期最高工作电压，如图 1 所示。 图 1 ：过压保护设置点   但是，要确定高于最大工作电压且低于被测器件损坏电压的“合理设置值”，您需要考虑电源输出和过压保护系统的动态响应特性，如图 2 所示。关于电源的瞬态响应特性的详细描述，请查看以往的文章： 程控电源技术和应用指南（ 10 ） - 瞬态响 应 http://forum.eet-cn.com/BLOG_ARTICLE_16525.HTM   图 2 ：电源输出和过压保护动态响应特征 确保过压保护设置高于最大工作电压且预留足够的裕量，这是避免过压保护误启动的重要措施，因为被测器件从电源吸收电流，电源将产生校正负载的瞬态电压响应，瞬态电压可能高于被测器件的最高工作电压。确保过压保护设置低于被测器件的损坏电压阈值、且预留足够的裕量同样重要，因为电源输出电压一旦超过过压保护设置值后， 过压保护系统需要 10 到 100 微妙的时间来做出响应，关闭电源输出，此时的电源是以最快的速度把电压拉回零，或是设定的安全电压值。事实上，“合理设置值”的分辨率通常需要低至小数点后一到二位。   通常，确保裕量并不困难，但如果被测件工作电压很低、或者由于大工作电流引发导线上出现大幅度压降，要准确设置会变得不太容易。 因为传统过压保护基于电源输出端测量到的电压值。 如果需要在被测件测量电压值，并以此作为过压保护条件，可利用远端电压感应线路。远端感应线路过压保护感应可以替代或补充传统的功率输出端感应。   关于电源的远端感应，请参阅以往的文章： 程控电源技术和应用指南（ 8 ） - 远端回读精确控制电压 http://forum.eet-cn.com/BLOG_ARTICLE_16467.HTM 。         遵循以上建议，您可以实施有效的过压保护，确保被测器件测试安全！  

每一个电子产品都会有额定电流和额定电压，当超过这些额定的电压和电流值时，这些电子产品就会出现不同程度的损坏，而有一种情况是即使超过了额定值电子产品也能够正常运作且不受任何影响。就是在原有的电路中添加 硕凯电子 提供的过压、过流电子保护器件，将超额的电压和电流泄放掉，始终维持正常的工作电压、电流。 电子保护器件就是指能够在电路出现异常的时候起到保护作用的电子器件，根据性能的不同又分为防雷、防静电、过压、过流器件等，本篇硕凯电子将着重为大家介绍电路防护中过压保护器件选择的要点。 过压保护器与过流保护所起的作用完全不一样，它的作用主要是为了防止雷击、工业浪涌电压、静电感应 (ESD) 。他们是按照释放电荷的等级来分类的。据美国 Insurance 保险公司统计，通讯及数据传输处理设备损失比例，雷击造成的损害高达 13 ％ ; 每年因静电放电造成的直接经济损失高达 200 多亿美元。由此可见过压保护的重要性。过压保护器件的选择有四个要点：  1.  关断电压 Vrwm 的选择     一般关断电压至少要比线路最高工作电压高 10 ％   2.  箝位电压 VC 的选择   VC 是指在 ESD 冲击状态时通过 TVS 的电压，它必须小于被保护电路的能承受的最大瞬态电压   3.  浪涌功率 Pppm 的选择   不同功率，保护的时间不同，如 600w （ 10/1000 μ s ）； 300W （ 8/20 μ s ）  4. 极间电容的选择           保护元器件的工作频率越高，要求 TVS 的电容要越小  

Littelfuse公司是全球电路保护领域的领先企业，现推出超低结电容保护晶闸管。 SDP系列SIDACtor ® 保护晶闸管 采用SOT23-6封装，可为宽带/xDSL电信设备提供强大的过压保护，对连接速度和接通率的影响微乎其微。 正在申请专利的半导体泻流型技术实现了比瞬态电压抑制(TVS)二极管等箝位型器件低45%的电容。 本产品还能对浪涌做出更快速的响应，从而确保了更低的过冲电压，同时静电(ESD)、雷击和电源故障保护也进一步增强。 本产品专为VDSL2、ADSL2、ADSL2+电信应用和普通输入/输出保护功能中的三级或线驱动器侧保护而设计。 其小型封装非常适合于高密度电路板设计。 泻流器件在发生高出转折电压的浪涌时可起到分流器件的作用。 此类器件在开启后可提供一条阻抗极低的通道，将瞬态能量从负载上转移开。 相比之下，箝位器件会将瞬态电压限制在某个设定值内。 当外加电压达到击穿电压值时，该器件会切换到非常低的阻抗值，以便最大程度地减少电路承受的瞬态能量。 “SPD系列SOT23-6是市场上断态电容最低的泻流器件，具备业内最快的浪涌抑制响应速度。”SIDACtor保护晶闸管产品线全球产品经理Betty Li介绍说。 “本产品使电路设计师能够提供远远快于箝位器件的浪涌抑制响应速度，同时还可保持信号的完整性。” 特色 • 通过提供泻流器件，在250V/µs环境下对最大阀值为29V的浪涌现象做出响应，从而帮助防止xDSL驱动芯片发生故障 • 针对AC电源保护，在低稳态电容条件下可提供高达30A的强大浪涌保护性能  • 针对小型信号隔离变压器上产生的耦合损害浪涌可提供快速响应保护