电源保护的反时限特性

伍华  2026-09-29  阅读 25354 次

在自恢复保险丝、一次性熔断器、热继电器中有一个这样的特性:电流越大,动作(跳变 / 熔断)时间越短。

PPTC 是靠电流发热,热量积累到临界温度后,高分子材料相变、电阻飙升,实现限流。 产生热量 Q=I² R t,达到动作需要固定的热量阈值:

故障电流 I 很大 → 很快攒够热量 → 动作时间很短

过载电流只稍微超过维持电流 → 发热慢,需要很久才会保护

这一物理规律就叫反时限特性,也叫安秒特性(I-t 特性曲线)

电源保护的反时限特性

我们的智能电源保护器对电源的切断就是采用了这样的思想:

当电源电流大于10倍的电流保护值时,关断时间要小于10us,通过vc比较器和dac来实现;

当电源电流大于电流保护值小于2倍的电流保护值,关断时间小于1s;

当电源电流大于电流保护值的2倍小于电流保护值的5倍,关断时间小于200ms

当电源电流大于电流保护值的5倍小于电流保护值的10倍,关断时间小于50us

最快的关断时间是硬件级的,不通过mcu进行判断,直接使用vc比较器就可以保证关断时间在us级别,另外一种就是软件关断,使用mcu进行判断,关断时间在ms级,具体的关断时间取决于在中断中判断的时间。

软件停在了vc比较器的中断服务程序中,实现了7-8us的关断输出电源。

电源保护的反时限特性

软件停在了1-2倍的保护中断中,关断输出电源用时1s;

电源保护的反时限特性

电源保护的反时限特性

软件停在了2-5倍的保护中断中,关断输出电源用时180ms

电源保护的反时限特性

电源保护的反时限特性

软件停在了5-10倍的保护中断中,关断输出电源用时60ms

示波器三个通道表示的含义为:

通道1是输出电源短路时的电压

通道2是控制三极管基极io口的电压

通道3是输入电源保护器的电压

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