超能課堂(284):電源的OCP保護(hù)與SCP保護(hù)有什么不同?
在之前的《超能課堂(151):為了供電安全,PC電源采取了哪些保護(hù)措施?》文章中,我們給大家介紹了PC電源中常見(jiàn)的保護(hù)措施,這些保護(hù)措施不僅可以保證電源可以安全工作,同時(shí)也可以確保連接在電源上的其它硬件的使用安全。一般來(lái)說(shuō),電源會(huì)采用多種保護(hù)措施配合的方式,來(lái)應(yīng)對(duì)各種不同的突發(fā)狀況,比較常見(jiàn)的就是電源在支持OCP過(guò)電流保護(hù)的同時(shí)還會(huì)引入OPP過(guò)功率保護(hù),以確保在一些特殊環(huán)境下電源輸出功率過(guò)高但OCP過(guò)電流保護(hù)未能啟動(dòng)時(shí),仍然可以及時(shí)關(guān)斷電源輸出。
不過(guò)各種保護(hù)措施在相互配合的同時(shí),也難免會(huì)有功能重疊或者功能類(lèi)似的地方,例如有不少同學(xué)就一直區(qū)分不了OCP過(guò)電流保護(hù)和SCP短路保護(hù)到底有什么不同,以至于把過(guò)電流引起的故障看作是短路引起的故障,甚至還以此得出“電源不具備短路保護(hù)”的結(jié)論。
對(duì)于這些看法我們其實(shí)是理解的,畢竟過(guò)流與短路在表現(xiàn)方式上確實(shí)非常相似,然而對(duì)于電源來(lái)說(shuō)這確確實(shí)實(shí)是兩種完全不同的情況,不可一概而論,OCP過(guò)電流保護(hù)與SCP短路保護(hù)都是各有用途的,不可相互代替。
OCP過(guò)電流保護(hù)與SCP短路保護(hù)有什么不同?
按照英特爾的ATX12V電源設(shè)計(jì)指南,PC電源的OCP過(guò)電流保護(hù)和SCP短路保護(hù)都是屬于“Required”,也就是“必須具備”的意思,其中OCP過(guò)電流保護(hù)的要求是電源在線路輸出的電流大于指定值后自動(dòng)切斷該線路的輸出,但具體該如何配置則沒(méi)有明確要求;SCP短路保護(hù)則明確要求電源的每一路輸出都必須具備,而且在SCP短路保護(hù)實(shí)施的情況下,電源要做到關(guān)斷所有輸出并鎖死出現(xiàn)短路的線路,而且必須要徹底斷電并排除短路后電源才能解鎖并恢復(fù)工作。
SCP短路保護(hù)檢測(cè)的是線路阻抗的大小而不是電流的大小
那么電源是如何判斷如否需要啟動(dòng)OCP過(guò)電流保護(hù)或SCP短路保護(hù)的呢?在檢測(cè)方式上兩者存在著明顯的不同,OCP過(guò)電流保護(hù)檢測(cè)的是線路上的電流大小,通常方法是通過(guò)檢流電阻轉(zhuǎn)換出一個(gè)可以代表電流大小的電壓信號(hào),然后對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理后與控制器中設(shè)定的條件進(jìn)行比較,一旦達(dá)到滿(mǎn)足則視為過(guò)電流并啟動(dòng)保護(hù);而SCP短路保護(hù)則是檢測(cè)相應(yīng)線路的阻抗,當(dāng)兩個(gè)線路之間的阻抗小于0.1Ω時(shí)則視為短路并啟動(dòng)保護(hù)。
OCP過(guò)電流保護(hù)的設(shè)定值一般會(huì)比額定值更高,常見(jiàn)的幅度是15%到50%
舉例說(shuō)明,在一個(gè)額定電流為20A的線路上輸出30A電流,此時(shí)已經(jīng)是超載50%,達(dá)到了OCP過(guò)電流保護(hù)的要求,但由于線路兩端上的阻抗仍然處于正常值,因此SCP短路保護(hù)并不會(huì)介入工作,實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的是OCP過(guò)電流保護(hù);但如果這條線路的兩端阻抗低于0.1Ω,那即便線路上通過(guò)的電流實(shí)際只有10A,那SCP短路保護(hù)也會(huì)馬上介入并切斷供電輸出,以保證電源與用電設(shè)備的安全。此外OCP過(guò)電流保護(hù)也不是說(shuō)超過(guò)額定電流就會(huì)馬上啟動(dòng),一般來(lái)說(shuō)會(huì)有一個(gè)允許范圍,例如說(shuō)“允許在超載不超過(guò)50%的情況下持續(xù)輸出10秒”等等,因此OCP過(guò)電流保護(hù)的會(huì)存在一個(gè)允許范圍內(nèi)的保護(hù)空白,在這個(gè)空白內(nèi)是有可能損壞用電設(shè)備的。
如何確認(rèn)我的電源是否具備這些保護(hù)功能?
在絕大部分的PC電源中,OCP過(guò)電流保護(hù)與SCP短路保護(hù)都是由專(zhuān)門(mén)的管控IC提供的,例如華碩ROG Strix 1000W雷鷹電源中使用的WT7527V管控IC,其整合的欠電壓檢測(cè)、過(guò)電壓檢測(cè)以及過(guò)電流檢測(cè)器在配合外圍電路的情況下,就可以實(shí)現(xiàn)包括SCP短路保護(hù)和OCP過(guò)電流保護(hù)在內(nèi)的多種保護(hù)功能。
實(shí)際上現(xiàn)在大部分電源中都有這樣的一個(gè)管控IC,只需要查詢(xún)到相關(guān)的資料,我們就可以大致了解到對(duì)應(yīng)的電源會(huì)支持哪些保護(hù)功能。當(dāng)然我們也不能說(shuō)因?yàn)閷?duì)應(yīng)芯片的官方文檔中沒(méi)有相應(yīng)的說(shuō)明就認(rèn)為其不具備或者不能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能,以剛才提到WT7527V管控IC為例,其官方文檔中只提到提欠電壓檢測(cè)、過(guò)電壓檢測(cè)以及過(guò)電流檢測(cè)三個(gè)功能,但實(shí)際上你只需要通過(guò)外圍電路的合理搭配,利用其欠電壓檢測(cè)功能就同樣可以實(shí)現(xiàn)SCP短路保護(hù)。因此電源產(chǎn)品是否具備相應(yīng)的功能,管控IC往往只是一個(gè)“參考”而不是“絕對(duì)”,只有通過(guò)正確的測(cè)試才能得出相應(yīng)的結(jié)論。
為什么有些電源會(huì)不具備OCP過(guò)電流保護(hù)?
既然說(shuō)OCP過(guò)電流保護(hù)與SCP短路保護(hù)在英特爾的都是PC電源必須具備的,那為什么有些電源在測(cè)試中卻出現(xiàn)“不具備”的情況呢?這里面的情況就比較復(fù)雜了,一般跟電源產(chǎn)品的定位是有關(guān)系的,而且所謂的不具備往往也只是“部分不具備”而不是“完全不具備”。一般來(lái)說(shuō)SCP短路保護(hù)這部分是不會(huì)省的,至少正規(guī)的電源廠商不會(huì)做“精簡(jiǎn)短路保護(hù)”的事情,但OCP過(guò)電流保護(hù)被精簡(jiǎn)的情況就相對(duì)常見(jiàn),而且往往是出現(xiàn)在輔路也就是+5V與+3.3V上,+12V多數(shù)情況下都是具備OCP過(guò)電流保護(hù)的。
部分低端電源不會(huì)為+5V與+3.3V配置OCP過(guò)電流保護(hù),但高端產(chǎn)品是不會(huì)省的
會(huì)出現(xiàn)這種情況的電源一般定位都是主流級(jí)甚至偏低一些的,因?yàn)檫@個(gè)級(jí)別的電源所面對(duì)的PC往往在功耗上也比較低,本身超載可能性就不高,再加上+5V與+3.3V本身的綜合功耗就不高,幾乎不存在過(guò)電流的情況,出于“能省就省”的理念,輔路去除OCP過(guò)電流保護(hù)也就理所當(dāng)然了。
英特爾的ATX12V電源設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)OCP過(guò)電流保護(hù)的要求其實(shí)也比較籠統(tǒng)
而這種情況你也不能說(shuō)其不符合相應(yīng)的規(guī)范,因?yàn)橛⑻貭柕腁TX12V設(shè)計(jì)指南終歸只是“指南”而不是“規(guī)范”和“標(biāo)準(zhǔn)”,電源廠商完全可以拋開(kāi)這些要求自己開(kāi)發(fā)產(chǎn)品,只要符合PC供電要求以及法律上要求的上市銷(xiāo)售所必須遵守的強(qiáng)制規(guī)范即可。況且去掉輔路的OCP過(guò)電流保護(hù)也算不上不具備相應(yīng)保護(hù)功能,畢竟最重要的+12V還是保留了OCP過(guò)電流保護(hù)。
但不完整終究是不完整,不具備完整的保護(hù)功能就意味著電源在碰上突發(fā)情況的時(shí)候,很可能保護(hù)不了自身,也保護(hù)不了用電設(shè)備,有可能會(huì)導(dǎo)致玩家損失慘重,在這個(gè)時(shí)候你再來(lái)后悔自己為什么不選擇一個(gè)具備完善保護(hù)功能的電源就為時(shí)已晚了。因此我們一直強(qiáng)調(diào),PC電源的選擇要跟硬件是相匹配的,除了額定功率等基礎(chǔ)性能要滿(mǎn)足使用需求外,保護(hù)功能也要跟得上,這往往也是高端電源跟主流電源之間最明顯差異。
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