在開關電源的實際應用中，輸出電壓過高或過低的異常狀況時有發(fā)生。由于開關電源具有特定的額定電壓值，一旦超出這個設定范圍，輸出電容的耐壓能力可能無法承受負荷，進而引發(fā)電源發(fā)熱、短路甚至起火等嚴重后果。為了有效預防此類問題，保障負載安全，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，工程師們精心設計了多種形式的過壓保護電路。當控制電路失效或出現(xiàn)其他故障導致電壓異常上升時，這些保護電路能夠及時關閉電源輸出，為負載提供可靠的保護。下面將詳細介紹幾種常見的過壓保護電路原理及其優(yōu)勢和不足。

過壓保護電路一：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，依靠光耦的導通來控制原邊控制 IC 停止工作，從而實現(xiàn)過壓保護。當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)故障導致輸出電壓升高時，該電路會將電壓鉗位在設定值。
工作原理：當輸出過壓時，加在穩(wěn)壓管 D730 上的電壓大于其穩(wěn)定值，D730 將導通，輸出電壓會被鉗位。同時，過壓信號會通過光耦 OC730 向原邊反饋，使得原邊控制 IC 用于過壓保護的引腳拉低或致高（如圖：拉低 SNSBOOST 引腳），從而使 IC 停止工作。
電路優(yōu)缺點：

• 優(yōu)點：電路結構簡單，成本較低。
• 缺點：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，過壓鉗位點會出現(xiàn)上下浮動，在批量出貨中存在差異。

總結：在采用該方案時，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)起來作為補償。

過壓保護電路二：TL431 檢測電路

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

• 優(yōu)點：輸出過壓保護值可以精準設置。
• 缺點：相對穩(wěn)壓管鉗位方式，成本稍高一些。

總結：該方案一般應用在后級需要嚴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，這是因為電源需要做隔離，但光耦的價格相對較高。為了降低成本，人們開始思考能否在去掉光耦的同時檢測輸出電壓。由于隔離電源都存在隔離變壓器，且開關電源原邊都有 VCC 繞組，因此可以利用該變壓器和 VCC 繞組實現(xiàn)輸出過壓保護，于是第三種保護電路應運而生。

過壓保護電路三：原邊輔助繞組 VCC 保護電路

該方案采用原邊輔助繞組 VCC，通過耦合副邊輸出電壓，當輸出電壓升高導致 VCC 電壓升高時，實現(xiàn)輸出過壓保護。
工作原理：當輸出電壓 Vo2 升高時，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 DEM 引腳電壓超過 OVP 電壓閥值時，IC 將進入輸出電壓過壓保護狀態(tài)，停止工作。
電路優(yōu)缺點：

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

總結：該方案一般適用于過壓保護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制提高時起作用，而方案三只針對電源自身反饋出問題時才起作用。

過壓保護電路四：輸出端鉗位二極管電路

當輸出電壓僅受到外部電壓強行提升而引發(fā)異常時，可以在輸出端增加一個鉗位二極管。
工作原理：當輸出端反灌電壓進入開關電源時，輸出端穩(wěn)壓管將導通，防止電壓灌入導致電源內(nèi)部器件損壞。
電路優(yōu)缺點：

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

過壓保護電路五：輸出端串聯(lián)二極管電路

針對輸出端電壓反灌時間較長的問題，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：

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

總結：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。