可編程電源通過多重硬件保護機制、智能控制算法以及靈活的參數(shù)配置，構建了從實時監(jiān)測到主動干預的完整防護體系，可有效防止醫(yī)療設備等被測設備（DUT）因過載導致的損壞或安全隱患。以下是其核心防護技術及實現(xiàn)原理：
一、硬件級保護：快速響應，阻斷風險
- 過流保護（OCP, Over Current Protection）
- 原理：通過電流傳感器實時監(jiān)測輸出電流，當電流超過預設閾值（如額定電流的110%）時，電源在微秒級時間內切斷輸出或切換至限流模式。
- 應用場景：
- 測試醫(yī)療設備（如高頻電刀）時，若設備內部短路導致電流驟增，OCP可立即限制電流至安全值（如2A），避免電源或設備損壞。
- 支持可調閾值（如1A-50A），適應不同功率設備的測試需求。
- 過壓保護（OVP, Over Voltage Protection）
- 原理：采用高精度電壓采樣電路，當輸出電壓超過設定值（如額定電壓的120%）時，觸發(fā)保護電路關閉輸出。
- 技術優(yōu)勢：
- 響應時間<10μs，遠快于機械繼電器（通常>10ms），可防止醫(yī)療設備（如除顫器）因電壓尖峰導致電路擊穿。
- 支持閾值自定義（如±1%精度），匹配不同設備的電壓耐受范圍。
- 過溫保護（OTP, Over Temperature Protection）
- 原理：內置溫度傳感器監(jiān)測電源內部溫度，當溫度超過安全閾值（如85℃）時，自動降低輸出功率或關機。
- 典型應用：
- 在長時間高功率測試（如連續(xù)輸出1000W）中，OTP可防止電源因過熱導致性能下降或火災風險，保障醫(yī)療設備測試環(huán)境安全。
- 短路保護（SCP, Short Circuit Protection）
- 原理：通過檢測輸出端電阻異常降低（如<0.1Ω），立即限制電流至安全值（如10%額定電流），避免短路引發(fā)設備燒毀或電源損壞。
- 技術細節(jié)：
- 支持“打嗝模式”（Hiccup Mode），即短路解除后自動恢復輸出，提升測試效率。
- 例如，PSA6000系列在短路時電流限制精度達±5%，確保保護可靠性。
二、軟件級控制：精準配置，智能防護
- 可編程閾值與響應模式
- 功能：用戶可通過上位機軟件或前面板設置OCP/OVP閾值，并選擇保護動作（如切斷輸出、限流、報警）。
- 應用案例：
- 測試便攜式超聲儀時，將其充電電流閾值設為2A，當電池管理系統(tǒng)異常導致電流超限時，電源自動限流至2A，避免電池過熱。
- 支持定時保護（如延時100ms觸發(fā)OCP），防止設備啟動瞬間的瞬態(tài)電流誤觸發(fā)保護。
- 遠程監(jiān)控與數(shù)據(jù)記錄
- 功能：通過LAN、USB或GPIB接口實時傳輸電壓、電流、溫度等參數(shù)，并記錄過載事件（如時間、閾值、持續(xù)時間）。
- 價值：
- 在醫(yī)療設備老化測試中，可追溯過載發(fā)生時的電源狀態(tài)，輔助分析設備故障原因。
- 支持多臺電源組網監(jiān)控，提升產線測試效率。
- 序列控制與自動化測試
- 功能：通過預設測試序列（如電壓漸變、電流脈沖），自動執(zhí)行多步驟過載測試，并驗證設備保護功能。
- 典型場景：
- 測試心臟起搏器時，模擬電池電壓跌落至臨界值（如2.5V），驗證設備是否觸發(fā)低電壓報警并安全關機。
- 結合漏電流測試儀，自動完成IEC 60601標準要求的過載兼容性驗證。
三、高級防護技術：適應復雜測試需求
- 折返限流（Foldback Current Limiting）
- 原理：當輸出電壓降低時，動態(tài)調整電流限制閾值（如電壓降至50%額定值時，電流限制降至30%額定值），防止電源在深度短路時持續(xù)輸出大電流。
- 應用優(yōu)勢：
- 在測試醫(yī)療成像設備（如CT掃描儀）的高壓電源模塊時，可避免因電容充電導致的瞬態(tài)過流，同時保護電源和被測模塊。
- 軟啟動（Soft Start）
- 原理：電源啟動時，輸出電壓/電流從零緩慢上升至設定值，避免啟動沖擊電流損壞設備。
- 典型配置：
- 軟啟動時間可調（如1ms-10s），適應不同設備的電容負載特性。
- 例如，測試MRI設備的梯度放大器時，軟啟動可防止大電容充電導致的電源過載。
- 電源冗余與并聯(lián)均流
- 原理：通過并聯(lián)多臺可編程電源，實現(xiàn)功率擴展和冗余備份。當單臺電源過載時，其他電源自動分擔負載，避免系統(tǒng)停機。
- 應用場景：
- 在測試大型醫(yī)療設備（如直線加速器）時，采用4臺1500W電源并聯(lián)，提供6kW總功率，并支持N+1冗余，確保測試連續(xù)性。
四、行業(yè)案例：PSA6000系列在醫(yī)療測試中的過載防護
- 場景：某廠商測試新型除顫器時，需驗證設備在360J放電能量下的電源穩(wěn)定性。
- 防護方案：
- OCP設置：將電流閾值設為10A（額定電流8A的125%），防止放電瞬間電流超限。
- OVP設置：電壓閾值設為300V（額定電壓250V的120%），避免電容充電導致電壓尖峰。
- 軟啟動配置：啟動時間設為500ms，防止大電容充電沖擊。
- 數(shù)據(jù)記錄：實時記錄放電過程中的電壓/電流波形，分析設備能量釋放特性。
- 結果：PSA6000系列成功完成1000次連續(xù)放電測試，未發(fā)生任何過載故障，設備性能穩(wěn)定。
五、總結：可編程電源過載防護的核心價值
| 防護層級 | 技術手段 | 核心優(yōu)勢 |
|---|
| 硬件級 | OCP/OVP/OTP/SCP | 微秒級響應，阻斷物理層風險，適應醫(yī)療設備對安全性的嚴苛要求。 |
| 軟件級 | 可編程閾值、遠程監(jiān)控 | 靈活配置保護參數(shù)，實現(xiàn)測試自動化，提升產線效率。 |
| 高級技術 | 折返限流、軟啟動、冗余 | 適應復雜測試場景，如大電容負載、高功率設備，確保測試可靠性。 |
通過上述技術，可編程電源不僅可防止設備過載，還能為醫(yī)療設備研發(fā)、生產提供全生命周期的安全保障，助力產品快速通過IEC 60601等國際標準認證。
