在開關(guān)電源的實(shí)際應(yīng)用中，輸出電壓過高或過低的異常狀況時(shí)有發(fā)生。由于開關(guān)電源具有特定的額定電壓值，一旦超出這個(gè)設(shè)定范圍，輸出電容的耐壓能力可能無法承受負(fù)荷，進(jìn)而引發(fā)電源發(fā)熱、短路甚至起火等嚴(yán)重后果。為了有效預(yù)防此類問題，保障負(fù)載安全，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，工程師們精心設(shè)計(jì)了多種形式的過壓保護(hù)電路。當(dāng)控制電路失效或出現(xiàn)其他故障導(dǎo)致電壓異常上升時(shí)，這些保護(hù)電路能夠及時(shí)關(guān)閉電源輸出，為負(fù)載提供可靠的保護(hù)。下面將詳細(xì)介紹幾種常見的過壓保護(hù)電路原理及其優(yōu)勢(shì)和不足。

過壓保護(hù)電路一：穩(wěn)壓管與光耦搭配電路

該電路通過穩(wěn)壓管以及光耦的搭配，依靠光耦的導(dǎo)通來控制原邊控制 IC 停止工作，從而實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。當(dāng)有高于正常輸出電壓范圍的外加電壓加到輸出端，或者電路本身出現(xiàn)故障導(dǎo)致輸出電壓升高時(shí)，該電路會(huì)將電壓鉗位在設(shè)定值。
工作原理：當(dāng)輸出過壓時(shí)，加在穩(wěn)壓管 D730 上的電壓大于其穩(wěn)定值，D730 將導(dǎo)通，輸出電壓會(huì)被鉗位。同時(shí)，過壓信號(hào)會(huì)通過光耦 OC730 向原邊反饋，使得原邊控制 IC 用于過壓保護(hù)的引腳拉低或致高（如圖：拉低 SNSBOOST 引腳），從而使 IC 停止工作。
電路優(yōu)缺點(diǎn)：

• 優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。
• 缺點(diǎn)：精度不高，受穩(wěn)壓管批次差異以及穩(wěn)壓管的溫度特性影響，過壓鉗位點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)上下浮動(dòng)，在批量出貨中存在差異。

總結(jié)：在采用該方案時(shí)，一般需要選用溫度系數(shù)較好的穩(wěn)壓管，或者采用兩種溫度系數(shù)相反的穩(wěn)壓管串聯(lián)起來作為補(bǔ)償。

過壓保護(hù)電路二：TL431 檢測(cè)電路

此電路是在第一個(gè)電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，去掉了原有的穩(wěn)壓二極管，采用 TL431 來檢測(cè)輸出電壓，提高了采樣精度。
工作原理：當(dāng)輸出過壓時(shí)，輸出電壓通過電阻 R730 與 R731//R732 的分壓，使得 VA＞Vref，TL431（U730）將導(dǎo)通。同時(shí)，過壓信號(hào)會(huì)通過光耦 OC730 向原邊反饋，使得原邊控制 IC 用于過壓保護(hù)的引腳拉低或致高（如圖：拉低 SNSBOOST 引腳），從而使 IC 停止工作。
電路優(yōu)缺點(diǎn)：

• 優(yōu)點(diǎn)：輸出過壓保護(hù)值可以精準(zhǔn)設(shè)置。
• 缺點(diǎn)：相對(duì)穩(wěn)壓管鉗位方式，成本稍高一些。

總結(jié)：該方案一般應(yīng)用在后級(jí)需要嚴(yán)格控制電壓的電源中。
需要注意的是，前兩種方案都使用了光耦，這是因?yàn)殡娫葱枰龈綦x，但光耦的價(jià)格相對(duì)較高。為了降低成本，人們開始思考能否在去掉光耦的同時(shí)檢測(cè)輸出電壓。由于隔離電源都存在隔離變壓器，且開關(guān)電源原邊都有 VCC 繞組，因此可以利用該變壓器和 VCC 繞組實(shí)現(xiàn)輸出過壓保護(hù)，于是第三種保護(hù)電路應(yīng)運(yùn)而生。

過壓保護(hù)電路三：原邊輔助繞組 VCC 保護(hù)電路

該方案采用原邊輔助繞組 VCC，通過耦合副邊輸出電壓，當(dāng)輸出電壓升高導(dǎo)致 VCC 電壓升高時(shí)，實(shí)現(xiàn)輸出過壓保護(hù)。
工作原理：當(dāng)輸出電壓 Vo2 升高時(shí)，輔助繞組電壓 PAUX 電壓升高，通過上下拉電阻 R812 與 R813//R814 的分壓提供給 IC 的 DEM 引腳。當(dāng) DEM 引腳電壓超過 OVP 電壓閥值時(shí)，IC 將進(jìn)入輸出電壓過壓保護(hù)狀態(tài)，停止工作。
電路優(yōu)缺點(diǎn)：

• 優(yōu)點(diǎn)：成本相比較更低。
• 缺點(diǎn)：受變壓器耦合度影響較大，精度以及一致性不好。

總結(jié)：該方案一般適用于過壓保護(hù)的電壓范圍較寬的情況。與前兩種方案相比，方案一、二都可以在自身反饋環(huán)路出問題以及輸出電壓被外部電壓強(qiáng)制提高時(shí)起作用，而方案三只針對(duì)電源自身反饋出問題時(shí)才起作用。

過壓保護(hù)電路四：輸出端鉗位二極管電路

當(dāng)輸出電壓僅受到外部電壓強(qiáng)行提升而引發(fā)異常時(shí)，可以在輸出端增加一個(gè)鉗位二極管。
工作原理：當(dāng)輸出端反灌電壓進(jìn)入開關(guān)電源時(shí)，輸出端穩(wěn)壓管將導(dǎo)通，防止電壓灌入導(dǎo)致電源內(nèi)部器件損壞。
電路優(yōu)缺點(diǎn)：

• 優(yōu)點(diǎn)：成本更低。
• 缺點(diǎn)：電壓鉗位時(shí)間較短，時(shí)間過長(zhǎng)容易損壞。

過壓保護(hù)電路五：輸出端串聯(lián)二極管電路

針對(duì)輸出端電壓反灌時(shí)間較長(zhǎng)的問題，可以考慮在輸出端串聯(lián)二極管。這樣反灌電壓將被隔離在電源外部，僅能由電源輸出，而非外界電壓引入。
電路優(yōu)缺點(diǎn)：

• 優(yōu)點(diǎn)：能有效隔離反灌電壓。
• 缺點(diǎn)：二極管存在導(dǎo)通壓降，當(dāng)電路電流較大時(shí)，二極管將會(huì)產(chǎn)生極大的熱耗，從而增加了電源的損耗。此外，由于導(dǎo)通壓降的影響，輸出電壓的精確度也可能受到影響。

總結(jié)：該方案僅適用于輸出電流較小且輸出電壓精度要求不高的產(chǎn)品。