当可编程电源发生超载(过流)时,需通过硬件保护、软件监控、手动干预等多层级措施快速切断电源,以防止设备损坏或安全事故。以下是具体方法及操作步骤:
一、硬件级快速切断:依赖电源内置保护功能
1. 过流保护(OCP)自动触发
- 原理:
可编程电源内置电流检测电路,当输出电流超过预设阈值(如额定电流的110%)时,硬件电路会在微秒级时间内自动切断输出(如通过MOSFET关断或继电器断开)。 - 操作步骤:
- 预设保护阈值:在电源设置中配置过流保护值(如
OCP 3.5A
,表示3.5A时触发保护)。 - 验证保护响应:用可调负载模拟过载(如将负载电阻调至低于安全值),观察电源是否立即停止输出(指示灯熄灭或屏幕显示“OCP”报警)。
- 典型案例:
- Keysight N6700系列:过流保护响应时间<10μs,适合半导体器件测试中的瞬态过流保护。
- Chroma 6310A:支持可编程OCP延迟时间(0-100ms),可避免误触发(如电机启动瞬间的冲击电流)。
2. 硬件断路器或熔断器
- 适用场景:
当电源内部保护失效或过载电流极大(如短路)时,外部硬件保护作为最后防线。 - 操作步骤:
- 安装断路器:在电源输入端串联断路器(如10A断路器),当电流超过额定值时自动跳闸。
- 更换熔断器:若电源使用熔断器(Fuse),选择与额定电流匹配的型号(如慢断型5A熔断器),过载时熔断切断电路。
- 注意事项:
- 断路器需定期测试(如每月按一次测试按钮),确保功能正常。
- 熔断器熔断后需更换同规格型号,避免使用铝丝等临时替代。
二、软件级快速切断:远程监控与控制
1. 通过控制软件发送急停指令
- 适用场景:
当电源处于远程控制模式时,可通过软件界面或命令行快速切断输出。 - 操作步骤:
- 发送急停命令:
- SCPI命令:输入
OUTP OFF
或ABORT
强制关闭输出(如ITECH IT6000C系列支持此命令)。 - 专用软件:点击软件界面中的“Emergency Stop”按钮(如Chroma A631000软件)。
- 验证切断效果:观察电源屏幕显示“Output Off”或电流值归零。
- 典型案例:
- NGL201电源:支持通过Web界面发送急停指令,适合实验室多台电源集中控制。
- LabVIEW自动化脚本:编写程序监测电流值,当超过阈值时自动发送
OUTP OFF
命令。
2. 设置软件报警阈值与联动动作
- 原理:
在控制软件中配置电流报警阈值,当监测到过载时,软件自动执行预设动作(如切断输出、发送邮件通知)。 - 操作步骤:
- 配置报警阈值:在软件中设置“Current Alarm”为额定电流的105%(如2.1A,额定2A)。
- 绑定联动动作:选择报警触发时执行“Output Off”或“Run Script”(如调用Python脚本记录故障日志)。
- 典型工具:
- Accessport软件:支持自定义报警阈值与联动动作,适用于固纬、艾德克斯等品牌电源。
- Python + PyVISA库:编写脚本实时读取电流值,超限时通过
instrument.write('OUTP OFF')
切断输出。
三、手动级快速切断:应急操作流程
1. 按下电源前面板急停按钮
- 适用场景:
当软件控制失效或电源未接入网络时,通过物理按钮快速切断输出。 - 操作步骤:
- 定位急停按钮:通常为红色蘑菇头按钮,标有“EMERGENCY STOP”或“E-STOP”。
- 按下按钮:用力按压至底部,电源会立即停止输出(部分型号需旋转按钮复位)。
- 复位操作:过载排除后,顺时针旋转按钮或按下复位键恢复电源功能。
- 注意事项:
- 急停按钮需定期测试(如每季度按一次),确保机械结构无卡滞。
- 避免误触急停按钮(如将按钮安装在防护罩内或加装保护盖)。
2. 断开电源输入电源线
- 适用场景:
当电源内部保护完全失效且急停按钮无效时,作为终极切断手段。 - 操作步骤:
- 佩戴绝缘手套:防止触电风险(尤其在高电压场景)。
- 拔下输入插头:抓住插头本体(非电线)用力拔出,避免拉扯导致电线断裂。
- 验证切断效果:观察电源风扇停止转动或屏幕熄灭。
- 安全提示:
- 禁止在带电状态下触摸电源内部元件(如电容可能残留电荷)。
- 若电源输入端为硬接线(如螺丝固定),需使用绝缘工具断开连接。
四、超载后的故障排查与恢复
1. 定位过载原因
- 检查负载:
- 测量负载电阻值,确认是否短路或阻值过小(如电机堵转导致等效电阻降低)。
- 检查负载连接线是否破损或接触不良(如氧化导致局部过热)。
- 检查电源设置:
- 确认电流保护阈值(OCP)是否设置过低(如误设为1A而负载需要2A)。
- 检查电压设置是否过高(如电压过高导致负载电流激增)。
2. 恢复电源功能
- 清除报警状态:
- 在电源界面中按“Clear”或“Reset”键消除报警(如Chroma 6310A需同时按“Shift”+“Enter”)。
- 部分电源需重新上电才能清除报警(如断开输入电源线后等待10秒再接通)。
- 重新配置参数:
- 根据负载需求调整电流保护阈值(如将OCP从3A改为3.5A)。
- 若负载为感性(如电机),需增加软启动时间或电流斜率(如
CURR:RAMP 100ms
)。
五、预防措施:避免超载发生
- 选择合适功率的电源:
- 确保电源额定功率(如300W)大于负载最大功率(如250W),留出20%余量。
- 使用电子负载模拟测试:
- 在连接实际负载前,用可编程电子负载(如Chroma 63200)模拟过载场景,验证电源保护功能。
- 定期维护与校准:
- 每半年校准电流检测电路(如用高精度万用表对比电源显示值与实际值)。
- 清洁电源散热孔,避免灰尘堆积导致过热降额(如电源在高温下自动降低输出电流)。
总结:快速切断电源的优先级流程
- 首选硬件保护:依赖电源内置OCP自动切断(响应最快,<10μs)。
- 次选软件控制:通过远程命令发送
OUTP OFF
(适合自动化场景)。 - 应急手动操作:按下急停按钮或断开输入电源线(作为最终手段)。
- 事后排查:定位过载原因并恢复电源功能,避免重复故障。