可编程电源的电压保护上限（过压保护阈值，OVP）需根据负载的电压耐受能力、电源的输出特性、应用场景的安全裕度三方面综合确定，其核心原则是：在确保负载安全的前提下，避免因误触发保护导致测试中断，同时预留足够的动态响应空间。以下是具体设置方法与案例：

一、确定OVP的核心依据

1. 负载的电压耐受上限

• 查阅数据手册：
  负载（如芯片、模块、设备）通常会在数据手册中明确标注最大工作电压（V_max）和绝对最大额定电压（V_abs_max）。
  • V_max：负载长期稳定工作的最高电压（如某LDO稳压器的V_max=3.6V）。
  • V_abs_max：负载可承受的瞬时最高电压（如同一LDO的V_abs_max=4.5V），超过此值可能导致永久性损坏。
  • OVP设置原则：
    • 必须低于V_abs_max（通常留10%~20%余量），例如V_abs_max=4.5V时，OVP≤4.0V。
    • 建议高于V_max（留5%~10%余量），避免负载在正常电压波动时触发保护。例如V_max=3.6V时，OVP≥3.8V。
• 动态负载的电压尖峰：
  对感性负载（如电机、继电器）或开关电源，需考虑关断时产生的反向电动势或开关噪声导致的电压尖峰。
  • 测试方法：用示波器（带宽≥100MHz）监测负载输入端的电压波形，记录峰值电压（如电机关断时产生5V尖峰）。
  • OVP调整：若尖峰电压为5V，且负载V_abs_max=6V，则OVP可设为5.5V（留0.5V余量）。

2. 电源的输出精度与纹波

• 电源的稳态精度：
  可编程电源的输出电压通常存在±0.1%~±0.5%的误差（如标称24V电源，实际输出可能在23.976V~24.024V之间）。
  • OVP补偿：若电源精度为±0.2%，且负载V_max=24V，则OVP需至少高于24V×(1+0.2%)=24.048V，建议设为24.1V（留0.052V余量）。
• 输出纹波与噪声：
  开关电源的输出纹波（如100mVpp）可能叠加在直流电压上，导致瞬时电压超过设定值。

  • OVP调整：若纹波峰峰值为100mV，且负载V_max=12V，则OVP需高于12V+50mV=12.05V（取纹波峰值的一半作为补偿）。

二、不同应用场景的OVP设置案例

案例1：消费电子芯片测试（如手机电源管理芯片）

• 负载特性：
  • 芯片工作电压范围：3.0V~3.6V（V_max=3.6V）。
  • 绝对最大额定电压：4.5V（V_abs_max=4.5V）。
• 电源特性：
  • 输出精度：±0.1%（如3.6V电源，实际输出3.5964V~3.6036V）。
  • 输出纹波：20mVpp。
• OVP设置：
  • 理论下限：高于V_max=3.6V，建议3.65V（留1.4%余量）。
  • 实际上限：低于V_abs_max=4.5V，建议4.0V（留11.1%余量）。
  • 最终值：取3.65V~4.0V之间的中间值，如3.8V（兼顾安全与稳定性）。

案例2：工业电机驱动测试

• 负载特性：
  • 电机额定电压：24V，允许波动范围：20V~28V（V_max=28V）。
  • 关断时反向电动势：可达35V（瞬时尖峰）。
• 电源特性：
  • 输出精度：±0.5%（如24V电源，实际输出23.88V~24.12V）。
  • 输出纹波：50mVpp。
• OVP设置：
  • 必须低于反向电动势：35V×0.8=28V（留20%余量）。
  • 建议高于V_max：28V×1.05=29.4V（留5%余量）。
  • 冲突处理：因反向电动势（35V）远高于V_max（28V），需在电机两端并联TVS管（如30V/5A型号）钳位电压，再将OVP设为29V（高于V_max但低于TVS钳位电压）。

案例3：医疗设备电源冗余设计

• 负载特性：
  • 设备工作电压：12V，允许波动范围：11.4V~12.6V（V_max=12.6V）。
  • 安全标准要求：输出电压不得超过13.2V（IEC 60601-1）。
• 电源特性：
  • 双电源并联，单电源故障时另一电源需维持输出。
  • 输出精度：±0.2%（如12V电源，实际输出11.976V~12.024V）。
• OVP设置：

  • 单电源模式：OVP=12.6V×1.05=13.23V（但需符合安全标准，故设为13.2V）。

  • 双电源模式：因并联后电压波动更小，OVP可适当降低至13.0V（留额外余量）。

三、OVP设置的通用步骤

1. 获取负载参数：
   • 从数据手册中提取V_max和V_abs_max。
   • 测试动态负载的电压尖峰（如有必要）。
2. 评估电源特性：
   • 测量电源的实际输出精度（如用万用表校准）。
   • 用示波器监测输出纹波（带宽≥100MHz，探头×10档）。
3. 计算OVP范围：
   • 下限：V_max × (1 + 电源精度误差 + 纹波补偿系数）。
   • 上限：V_abs_max × (1 - 安全余量系数，通常10%~20%）。
4. 选择最终值：
   • 若下限<上限，取中间值（如3.65V~4.0V选3.8V）。
   • 若下限>上限（如因动态尖峰导致），需通过外部电路（如TVS管）降低尖峰，再重新计算。
5. 验证与调整：

   • 用可调电源逐步升高输出电压，观察负载和电源的响应。

   • 若保护触发过早，适当提高OVP；若负载损坏，立即降低OVP并检查原因。

四、常见误区与解决方案

总结：OVP设置的“黄金法则”

• 安全优先：OVP必须低于负载的绝对最大额定电压（V_abs_max），且预留10%~20%余量。
• 稳定兼容：OVP需高于负载的最大工作电压（V_max），并考虑电源的精度误差和输出纹波。
• 动态适配：对感性负载或开关电源，需通过外部电路抑制电压尖峰，再设置OVP。
• 案例参考：
  • 消费电子芯片：OVP=V_max×1.05（如3.6V→3.8V）。
  • 工业电机：OVP=min(V_max×1.05, TVS钳位电压×0.8)（如28V→29V）。
  • 医疗设备：OVP=安全标准上限（如13.2V）。

通过科学计算与实际测试结合，可确保OVP在保护负载的同时，避免误动作影响测试效率。