電源的保護措施有哪些呢?

這些保護措施,是否昏頭了?
我們先來看一張某品牌電源的最新性能表。

可見,在保護措施這欄,有著UVP、OVP、OPP、OTP、SCP、OCP等一系列的保護措施的術語。
實際上,在電商平臺的各種電源產品介紹中,這些名詞也是頻頻出現。
不過,大概為了讓這些技術聽起來更酷、更“高深莫測”,因此大多數的廣告里,這些保護技術和措施,并沒有給出翻譯和具體的解釋,這就更讓普通用戶摸不著頭腦了。
保護四大方向:電壓、電流、電路、溫度
其實,大部分的電源保護技術,都是在四個主要方向進行電源的保護的。簡單來說就是電壓、電流、電路、溫度,加上一些其他的措施。
在電源驅動應用中,通常需要對功率晶體管、或系統的任何部分進行許多不同類型的保護。逆變器電流保護是其中的一個關鍵項目。它不僅可以防止功率晶體管的任何潛在損壞,還可以在發生故障或控制不穩定的情況下防止退磁和燒毀。過電流保護(OCP)和短路保護(SCP)通常可以互換使用,但有一些區別。
過電流保護(OCP)是所有具有多個+12V供電軌的電源中常見的保護措施,在大多數情況下,它也保護小電壓的供電軌。當軌道中的電流超過一定限度時,OCP就會啟動。ATX 2.2規范規定,如果每個被測試的輸出軌的負載達到或超過240VA,那么OCP就會介入。
為了繞過它,一些制造商實現了許多虛擬的+12V供電軌,每個軌道的額定電流為240VA。然而,在大多數情況下,OCP觸發點被設置得更高,以承受一些系統組件(如顯卡)可能產生的峰值電流。
要在電源中實現OCP,需要兩樣東西:分流電阻和支持OCP的主管IC。分流電阻器是低電阻、高精度的電阻器,用于測量電源輸出端的電流,利用這些電流在電阻器上產生的電壓降。通過測量電源中+12V導線焊接區域的分流器數量,我們通常能夠找到+12V虛擬軌道的實際數量。在某些情況下,當制造商最初將電源建成一個多+12V軌道單元,然后將其轉換為一個單+12V軌道單元時,分流電阻被簡單地短路了。
一臺海盜船電源中使用的分流電阻組
具有諷刺意味的是,OCP這種保護設置往往是系統可能不穩定的主要原因。這是因為有時主板和顯卡被推到了電流需要過早設置該保護的地步,如系統工作正常,但電流量超出了預定的安全范圍,最終觸發了OCP并關閉了系統。
而短路保護(SCP)不斷監測輸出軌道,如果發現阻抗小于0.1Ω,它將立即關閉電源。換句話說,如果輸出軌道以某種方式短路,那么這種保護就會啟動并關閉電源,以防止損壞或火災。根據ATX 2.31規范,每個+12V軌道應該有一個單獨的短路。幾乎所有當代的PSU(至少是品牌的)都有這種保護。而短路時,阻抗非常小的另一后果就是放大了電流,所以也具有一定的過流保護作用。
而OVP/UVP則是過電壓/欠電壓保護的意思。一般在電壓輸出超過110%至130%時啟動。
ATX規范規定,過壓保護感應電路和基準應位于獨立于穩壓器控制電路和基準的封裝中。因此,任何單一的故障點都不能在任何輸出上引起持續的過電壓狀況。換句話說,所有電源必須有一個獨立的過壓保護電路,而不是僅僅依靠PWM控制器來監控輸出電壓。
另外,UVP是可選的,因為ATX規范中沒有提到它。但實際上,它在寬幅電源中是不可或缺的項目,否則無法起到保護作用,尤其是在電壓波動大的地方,最好選擇OVP和UVP都具有的電源。
OVP和UVP不斷檢查每個軌的電壓,并在這些電壓超過或低于觸發點時啟動。ATX規范提供了一個表格,其中包括OVP觸發點的最小值、標稱值和最大值。該規范包括5VSB軌,盡管它指出該軌的OVP保護是推薦的,但不是必須的。
所以,下次購買電源的時候,你能明白它具有你想要的保護功能了嗎?

正如規范里規定的,這些觸發點太高了。廠商可以將+12V軌道的OVP設置為15.6,并且仍然在規范之內。
想象一下,15.6V的電壓在你的系統組件中運行吧,特別是當你在操作需要精密調整電壓的超頻的時候,是不是一滴汗水出來了?
而由于UVP觸發點不在ATX規范范圍內,所有IC保護電路的制造商都可以自由設置自己的觸發點。因此,這也是很多偽寬幅電源“作弊”的地方。
OPP(過功率保護):當我們從電源輸出的功率超過其最大額定容量時,通常是在連接部件的功率達到130%至150%時過功率保護(OPP)就會啟動。
通常情況下,制造商會給電源提供一點過功率的空間,因此OPP閾值被設定為比電源的最大額定功率高50至100W(在某些情況下甚至更高)。在單路+12V電源中,OCP在大多數情況下是沒有意義的,OPP接管了它的作用,在+12V軌道過載的情況下關閉電源。
OTP (過溫保護):當過溫保護(OTP)出現時,我們通常會發現一個連接在次級散熱器上的熱敏電阻(風扇控制單元通常在同一個散熱器上使用一個熱敏電阻)。熱敏電阻向保護電路通報散熱器的溫度,如果超過了指定的閾值,那么電源就會關閉。過高的溫度可能是過載或冷卻風扇故障的結果,因此OTP可以防止電源受到進一步損害,也是防止電源起火的關鍵保護功能。
OTP是任何電源中最重要的保護措施之一,然而許多電源缺乏它。
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