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,同時也可以確保連接在電源上的其它硬件的使用安全。一般來說,電源會采用多種保護(hù)措施配合的方式,來應(yīng)對各種不同的突發(fā)狀況,比較常見的就是電源在支持OCP過電流保護(hù)的同時還會引入OPP過功率保護(hù),以確保在一些特殊環(huán)境下電源輸出功率過高但OCP過電流保護(hù)未能啟動時,仍然可以及時關(guān)斷電源輸出。
不過各種保護(hù)措施在相互配合的同時,也難免會有功能重疊或者功能類似的地方,例如有不少同學(xué)就一直區(qū)分不了OCP過電流保護(hù)和SCP短路保護(hù)到底有什么不同,以至于把過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。
對于這些看法我們其實(shí)是理解的,畢竟過流與短路在表現(xiàn)方式上確實(shí)非常相似,然而對于電源來說這確確實(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切斷該線路的輸出,但具體該如何配置則沒有明確要求;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OCP過電流保護(hù)或SCP短路保護(hù)的呢?在檢測方式上兩者存在著明顯的不同,OCP過電流保護(hù)檢測的是線路上的電流大小,通常方法是通過檢流電阻轉(zhuǎn)換出一個可以代表電流大小的電壓信號,然后對這個信號進(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)到滿足則視為過電流并啟動保護(hù);而SCP短路保護(hù)則是檢測相應(yīng)線路的阻抗,當(dāng)兩個線路之間的阻抗小于0.1Ω時則視為短路并啟動保護(hù)。
OCP過電流保護(hù)的設(shè)定值一般會比額定值更高,常見的幅度是15%到50%
舉例說明,在一個額定電流為20A的線路上輸出30A電流,此時已經(jīng)是超載50%,達(dá)到了OCP過電流保護(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)并不會介入工作,實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的是OCP過電流保護(hù);但如果這條線路的兩端阻抗低于0.1Ω,那即便線路上通過的電流實(shí)際只有10A,那SCP短路保護(hù)也會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過電流保護(hù)也不是說超過額定電流就會馬上啟動,一般來說會有一個允許范圍,例如說“允許在超載不超過50%的情況下持續(xù)輸出10秒”等等,因此OCP過電流保護(hù)的會存在一個允許范圍內(nèi)的保護(hù)空白,在這個空白內(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過電流保護(hù)與SCP短路保護(hù)都是由專門的管控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、過電壓檢測以及過電流檢測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管控IC,只需要查詢到相關(guān)的資料,我們就可以大致了解到對應(yīng)的電源會支持哪些保護(hù)功能。當(dāng)然我們也不能說因?yàn)閷?yīng)芯片的官方文檔中沒有相應(yīng)的說明就認(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、過電壓檢測以及過電流檢測三個功能,但實(shí)際上你只需要通過外圍電路的合理搭配,利用其欠電壓檢測功能就同樣可以實(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“參考”而不是“絕對”,只有通過正確的測試才能得出相應(yīng)的結(jié)論。
為什么有些電源會不具備OCP過電流保護(hù)?
既然說OCP過電流保護(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”。一般來說SCP短路保護(hù)這部分是不會省的,至少正規(guī)的電源廠商不會做“精簡短路保護(hù)”的事情,但OCP過電流保護(hù)被精簡的情況就相對常見,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過電流保護(hù)的。
部分低端電源不會為+5V與+3.3V配置OCP過電流保護(hù),但高端產(chǎn)品是不會省的
會出現(xiàn)這種情況的電源一般定位都是主流級甚至偏低一些的,因?yàn)檫@個級別的電源所面對的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,幾乎不存在過電流的情況,出于“能省就省”的理念,輔路去除OCP過電流保護(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OCP過電流保護(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這些要求自己開發(fā)產(chǎn)品,只要符合PC供電要求以及法律上要求的上市銷售所必須遵守的強(qiáng)制規(guī)范即可。況且去掉輔路的OCP過電流保護(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,有可能會導(dǎo)致玩家損失慘重,在這個時候你再來后悔自己為什么不選擇一個具備完善保護(hù)功能的電源就為時已晚了。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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