可編程電源的過(guò)載保護(hù)裝置通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、閾值比較、分級(jí)響應(yīng)三步機(jī)制，結(jié)合硬件與軟件協(xié)同控制，在檢測(cè)到輸出電流或功率超過(guò)安全閾值時(shí)，快速切斷電源或限制輸出，防止設(shè)備損壞。其核心原理與實(shí)現(xiàn)方式如下：

一、核心監(jiān)測(cè)機(jī)制：精準(zhǔn)捕捉過(guò)載信號(hào)

1. 電流直接檢測(cè)
   • 硬件采樣：通過(guò)電流互感器（CT）或霍爾效應(yīng)傳感器實(shí)時(shí)采集輸出電流，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)（如采樣電阻上的電壓降）。
   • 功率計(jì)算：部分電源同時(shí)監(jiān)測(cè)電壓和電流，通過(guò)乘法器或單片機(jī)計(jì)算實(shí)時(shí)功率（功率=電壓×電流），實(shí)現(xiàn)過(guò)功率保護(hù)。
   • 案例：艾德克斯IT6333B電源采用霍爾傳感器，檢測(cè)精度達(dá)±0.1%，響應(yīng)時(shí)間<10μs。
2. 多參數(shù)綜合監(jiān)測(cè)
   • 除電流/功率外，部分電源還監(jiān)測(cè)溫度、電壓等參數(shù)。例如，當(dāng)電源內(nèi)部溫度超過(guò)閾值時(shí)，觸發(fā)過(guò)溫保護(hù)，強(qiáng)制降低功率或關(guān)斷輸出。

二、保護(hù)觸發(fā)邏輯：分級(jí)響應(yīng)策略

1. 恒定電流限制（Foldback Current Limit）
   • 原理：當(dāng)電流超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，電源將輸出電流限制在安全值（如額定電流的110%），避免立即關(guān)斷，適用于電機(jī)啟動(dòng)等瞬態(tài)過(guò)載場(chǎng)景。
   • 案例：Chroma 6310A電源在過(guò)載時(shí)自動(dòng)降低輸出電壓，維持電流在1.1倍額定值內(nèi)。
2. 瞬時(shí)保護(hù)（Instantaneous Trip）
   • 原理：檢測(cè)到短路或極端過(guò)載（如電流超過(guò)額定值300%）時(shí)，電源在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)（通常<50μs）切斷輸出，防止元件燒毀。
   • 實(shí)現(xiàn)方式：通過(guò)硬件比較器電路直接控制開(kāi)關(guān)管（如MOSFET）關(guān)斷，無(wú)需軟件介入。
3. 定時(shí)限與反時(shí)限保護(hù)
   • 定時(shí)限：電流超過(guò)閾值且持續(xù)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)值（如5秒）后關(guān)斷，適用于需要精確控制過(guò)載時(shí)間的場(chǎng)景。
   • 反時(shí)限：過(guò)載越嚴(yán)重（電流與閾值比值越大），關(guān)斷時(shí)間越短。例如，電流為閾值2倍時(shí)，1秒內(nèi)關(guān)斷；為3倍時(shí)，0.1秒內(nèi)關(guān)斷。

三、保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行：硬件與軟件協(xié)同控制

1. 硬件級(jí)快速切斷
   • 比較器電路：將采樣電壓與參考電壓比較，輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。
   • 繼電器/斷路器：部分電源通過(guò)繼電器或斷路器實(shí)現(xiàn)機(jī)械式切斷，適用于高功率場(chǎng)景（如>1kW電源）。
   • 案例：NGL201電源采用固態(tài)繼電器，關(guān)斷時(shí)間<10μs，支持10萬(wàn)次以上操作。
2. 軟件級(jí)智能控制
   • 單片機(jī)/DSP處理：采集電流/功率數(shù)據(jù)后，通過(guò)程序判斷是否觸發(fā)保護(hù)，并執(zhí)行關(guān)斷、報(bào)警或記錄故障日志等操作。
   • 可編程性：用戶(hù)可通過(guò)軟件設(shè)置保護(hù)閾值、響應(yīng)時(shí)間等參數(shù)。例如，設(shè)置過(guò)載保護(hù)電流為2.5A，響應(yīng)時(shí)間為100ms。
   • 案例：LabVIEW腳本可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源輸出，當(dāng)電流超過(guò)閾值時(shí)自動(dòng)發(fā)送OUTP OFF命令。
3. 組合限流（Hybrid Protection）
   • 硬件監(jiān)測(cè)+軟件控制：硬件電路快速檢測(cè)過(guò)載并初步限制電流，軟件負(fù)責(zé)精細(xì)調(diào)整和故障處理。
   • 優(yōu)勢(shì)：兼顧響應(yīng)速度（硬件部分<1μs）和靈活性（軟件可動(dòng)態(tài)修改保護(hù)參數(shù)）。
   • 案例：Keysight N6700系列電源采用此方案，支持用戶(hù)自定義保護(hù)曲線(xiàn)。

四、保護(hù)后的恢復(fù)與診斷

1. 自動(dòng)恢復(fù)
   • 部分電源在過(guò)載解除后自動(dòng)恢復(fù)輸出（如NGL201電源支持“Auto-Reclose”功能），適用于間歇性過(guò)載場(chǎng)景。
   • 限制：需設(shè)置恢復(fù)延遲時(shí)間（如10秒），避免頻繁重啟導(dǎo)致設(shè)備損壞。
2. 手動(dòng)重啟
   • 嚴(yán)重過(guò)載或短路后，電源需手動(dòng)復(fù)位（如按下前面板“Reset”按鈕）或重新上電才能恢復(fù)工作。
   • 案例：Chroma 6310A電源在短路保護(hù)觸發(fā)后，需斷開(kāi)輸入電源線(xiàn)等待10秒再接通。
3. 故障診斷與報(bào)警
   • 日志記錄：電源記錄過(guò)載時(shí)間、電流值等數(shù)據(jù)，便于后續(xù)分析（如NGL201支持導(dǎo)出CSV格式日志）。
   • 報(bào)警輸出：通過(guò)干接點(diǎn)、RS-232或網(wǎng)口發(fā)送報(bào)警信號(hào)，觸發(fā)外部監(jiān)控系統(tǒng)（如PLC）。
   • 可視化界面：軟件界面顯示實(shí)時(shí)電流曲線(xiàn)和過(guò)載報(bào)警狀態(tài)（如Accessport軟件中的“Alarm”標(biāo)簽頁(yè)）。

五、典型應(yīng)用場(chǎng)景與參數(shù)配置

1. 電池測(cè)試
   • 配置：設(shè)置恒流限制為1C速率（如2A），過(guò)載保護(hù)閾值為1.2C（2.4A），響應(yīng)時(shí)間為100ms。
   • 作用：防止電池過(guò)充或短路時(shí)電流過(guò)大，保護(hù)電池和電源。
2. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)測(cè)試
   • 配置：?jiǎn)⒂梅磿r(shí)限保護(hù)，瞬動(dòng)倍數(shù)設(shè)為3倍（即電流超過(guò)3倍額定值時(shí)立即關(guān)斷）。
   • 作用：應(yīng)對(duì)電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)的沖擊電流，避免電源損壞。
3. 生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化
   • 配置：通過(guò)網(wǎng)口遠(yuǎn)程監(jiān)控多臺(tái)電源，設(shè)置統(tǒng)一的過(guò)載保護(hù)參數(shù)，并綁定報(bào)警聯(lián)動(dòng)動(dòng)作（如觸發(fā)聲光報(bào)警器）。