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如何检查可编程电源内部保护电路?

2025-07-01 11:11:19  点击:

检查可编程电源内部保护电路的方法如下

一、理解保护电路的组成与功能

可编程电源的保护电路通常包括过压保护(OVP)、过流保护(OCP)、过热保护(OTP)、反极性保护等模块,其核心功能是通过实时监测输出参数(电压、电流、温度)并与设定阈值比较,在异常时触发保护动作(如切断输出、限流或报警)。例如:

  • 过压保护:通过电压比较器或可编程芯片(如TL431)监测输出电压,当电压超过阈值时,触发SCR(可控硅)或继电器切断输出。
  • 过流保护:利用采样电阻检测电流,通过运算放大器或专用芯片(如LM358)比较电流值,超过阈值时关闭MOSFET或功率管。
  • 反极性保护:通过二极管或MOSFET防止电源反接时损坏电路。

二、分模块检查保护电路

  1. 过压保护电路检查
    • 步骤1:用万用表测量保护电路输入端的电压,确认是否在正常范围内(如12V电源输入端电压应为12V±10%)。
    • 步骤2:模拟过压场景(如逐步调高输出电压至保护阈值以上),观察保护电路是否触发(如指示灯亮、输出切断)。
    • 步骤3:检查保护元件(如齐纳二极管、SCR、保险丝)是否完好。例如,用二极管档测量齐纳二极管,正向导通、反向击穿电压应符合标称值(如15V齐纳二极管反向击穿电压应为15V±5%)。
    • 案例:某电源在输出电压调至18V时触发保护,检查发现齐纳二极管击穿电压下降至12V,更换后恢复正常。
  2. 过流保护电路检查
    • 步骤1:用示波器监测采样电阻两端的电压降,计算实际电流(如采样电阻为0.1Ω,电压降为0.5V时,电流为5A)。
    • 步骤2:逐步增加负载电流至保护阈值(如10A),观察保护电路是否触发(如MOSFET关闭、输出电压跌落)。
    • 步骤3:检查运算放大器或比较器电路的参考电压设置是否正确(如用可调电阻调整参考电压至设定阈值对应的电压值)。
    • 案例:某电源在负载电流达8A时误保护,检查发现采样电阻阻值从0.1Ω漂移至0.08Ω,导致实际电流计算错误,更换采样电阻后解决。
  3. 过热保护电路检查
    • 步骤1:用红外测温仪监测电源内部温度,确认散热系统是否正常(如风扇转速、散热片温度)。
    • 步骤2:模拟过热场景(如用热风枪加热功率管或热敏电阻),观察保护电路是否触发(如输出切断、报警)。
    • 步骤3:检查热敏电阻的阻值-温度特性是否符合标称值(如10kΩ NTC热敏电阻在25℃时阻值应为10kΩ±20%)。
    • 案例:某电源在连续工作1小时后触发过热保护,检查发现散热风扇堵塞,清理后温度恢复正常。
  4. 反极性保护电路检查
    • 步骤1:将电源输入端反接,观察是否触发保护(如保险丝熔断、二极管导通)。
    • 步骤2:检查保护元件(如二极管、MOSFET)是否完好。例如,用二极管档测量反接保护二极管,正向导通电压应为0.6-0.7V,反向应截止。
    • 案例:某电源反接后损坏,检查发现反接保护二极管击穿短路,更换后反接测试通过。

三、利用测试工具与软件辅助检查

  1. 示波器监测:捕捉保护触发时的瞬态波形(如电压跌落、电流尖峰),分析保护响应时间(如从过压到切断输出的时间应≤10μs)。
  2. 可编程电源软件:通过上位机软件读取保护参数(如OVP阈值、OCP延迟时间),确认是否与设定值一致。
  3. 数据记录功能:导出保护触发时的历史数据(如电压、电流、时间戳),分析保护触发规律(如是否在特定负载或温度下频繁触发)。

四、常见故障与解决方案


故障现象可能原因解决方案
保护电路频繁误触发保护阈值设置过低、元件参数漂移调整保护阈值、更换漂移元件
保护电路不触发保护电路断路、元件损坏检查电路连接、更换损坏元件
保护触发后无法恢复控制芯片锁死、软件故障复位电源、更新固件
保护响应时间过长控制环路参数不合理优化补偿网络、缩短延迟时间


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