如何设置可编程电源的保护阈值？

设置可编程电源的保护阈值是确保电源和负载安全运行的关键步骤，需根据负载特性（如工作电流、电压、功率）和安全需求，通过电源的编程接口（前面板、上位机软件、SCPI命令等）配置过压（OVP）、过流（OCP）、过温（OTP）等保护参数。以下是详细步骤与案例：

一、明确保护类型及需求

可编程电源常见的保护功能及典型应用场景如下：

需求分析案例：

• 为FPGA供电（额定电压1.2V，最大电流10A）：
  • OVP阈值设为1.32V（1.2V×110%），避免电压过高损坏芯片。
  • OCP阈值设为11A（10A×110%），容忍瞬态电流尖峰。
• 为电机驱动供电（额定电压24V，启动电流20A）：
  • OVP阈值设为26.4V（24V×110%），防止电压波动。
  • OCP阈值设为25A（20A×125%），适应电机启动冲击。

二、设置保护阈值的通用步骤

1. 进入保护设置菜单

• 通过前面板操作：
  1. 按下MENU键，选择PROTECT或FAULT子菜单。
  2. 进入OVP、OCP等子项，使用旋钮或数字键输入阈值。
     案例：某电源前面板显示OVP SET，输入1.32后按ENTER确认。
• 通过上位机软件（如LabVIEW、PowerPanel）：
  1. 连接电源与PC，打开软件并选择对应设备。
  2. 在Protection或Settings选项卡中修改阈值。
     案例：在PowerPanel中，将OCP Limit从10A改为11A，点击Apply生效。
• 通过SCPI命令（数字电源）：
  1. 使用串口、USB或LAN发送SCPI指令。
  2. 常用命令：
     • 设置OVP阈值：VOLT:PROT:LEV 1.32（单位：V）
     • 设置OCP阈值：CURR:PROT:LEV 11（单位：A）
     • 启用保护：VOLT:PROT:STAT ON / CURR:PROT:STAT ON
       案例：通过Python发送SCPI命令：

  pythonimport pyvisarm = pyvisa.ResourceManager()inst = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR')inst.write('VOLT:PROT:LEV 1.32')  # 设置OVP为1.32Vinst.write('CURR:PROT:LEV 11')    # 设置OCP为11A

2. 配置保护动作模式

保护触发后的动作模式通常包括：

• Latch（锁存）：保护触发后需手动复位或重新上电。
• Auto-retry（自动恢复）：保护触发后延迟一段时间自动恢复输出。
• Foldback（折返限流）：过流时降低输出电压以限制电流（适用于电池充电）。

设置方法：

• 通过前面板：在保护菜单中选择ACTION或MODE，选择Latch或Auto-retry。
• 通过SCPI命令：

  pythoninst.write('VOLT:PROT:ACT LATCH')   # OVP触发后锁存inst.write('CURR:PROT:ACT AUTO')    # OCP触发后自动恢复

3. 配置保护恢复延迟（仅限自动恢复模式）

• 功能：保护触发后，延迟一段时间再尝试恢复输出，避免频繁触发。
• 设置方法：
  • 通过前面板：在保护菜单中选择DELAY，输入延迟时间（如500ms）。
  • 通过SCPI命令：

    pythoninst.write('CURR:PROT:DEL 0.5')  # OCP恢复延迟设为500ms

三、验证保护功能

1. 过压保护测试

• 步骤：
  1. 设置OVP阈值为1.32V，输出电压设为1.2V。
  2. 缓慢调高输出电压至1.32V，观察电源状态：
     • 理想情况：输出立即关闭，前面板显示OVP TRIP或报警灯亮起。
  3. 恢复输出：
     • 如果是Latch模式，需手动复位或重新上电。
     • 如果是Auto-retry模式，等待延迟时间后自动恢复。

2. 过流保护测试

• 步骤：
  1. 设置OCP阈值为11A，连接10Ω负载（额定电流0.12A）。
  2. 突然并联1Ω电阻，使电流升至1.2A（模拟短路）。
  3. 观察电源状态：
     • 如果是Latch模式，输出关闭并报警。
     • 如果是Foldback模式，输出电压降低以限制电流（如从1.2V降至0.5V）。

3. 过温保护测试（需模拟高温）

• 步骤：
  1. 用热风枪加热电源散热片至阈值温度（如85℃）。
  2. 观察电源状态：
     • 理想情况：输出降额（如从24V降至20V）或关闭，前面板显示OTP TRIP。

四、典型应用案例

案例1：为锂电池充电设置保护阈值

• 需求：
  • 电池额定电压3.6V，充电截止电压4.2V。
  • 充电电流1A，最大允许电流1.2A。
• 设置步骤：
  1. OVP阈值设为4.3V（4.2V×102.4%），防止过充。
  2. OCP阈值设为1.2A（1A×120%），适应电池内阻变化。
  3. 保护动作模式设为Latch，避免过充反复触发。

案例2：为伺服电机驱动设置保护阈值

• 需求：
  • 电机额定电压48V，启动电流5A（持续2s），堵转电流15A。
• 设置步骤：
  1. OVP阈值设为52.8V（48V×110%），容忍电压波动。
  2. OCP阈值设为10A（5A×200%），适应启动冲击。
  3. 保护动作模式设为Auto-retry，恢复延迟设为1s，避免堵转时频繁停机。

五、常见问题与解决方案

六、高级设置技巧

1. 分段保护阈值：
   • 部分电源支持分段OCP（如电流<5A时限流至5A，>5A时关断），通过SCPI命令配置：

     pythoninst.write('CURR:PROT:LEV:SEG1 5')   # 第一段阈值5Ainst.write('CURR:PROT:ACT:SEG1 FOLD') # 第一段动作：折返限流

2. 保护阈值同步：
   • 在多通道电源中，可同步所有通道的OVP/OCP阈值：

     pythoninst.write('SYST:PROT:SYNC:OVP ON')  # 同步所有通道OVP

3. 保护日志记录：
   • 启用保护事件记录功能，通过SCPI读取历史触发记录：

     pythoninst.write('SYST:ERR:LOG:ENAB ON')   # 启用错误日志log = inst.query('SYST:ERR:LOG?')    # 读取日志