超过电源的输入电压会出现什么问题？
输入电压限制
在世界范围内，可用的电源电压及其相关稳定性可能会有很大差异，因此很难设计出满足所有应用输入范围需求的电源。假设电源的输入规格与应用所需的工作电压“足够接近”，如果电源实际上在其限制之外工作，可能会导致故障。这些故障可以定义为组件故障、系统故障或规格故障，每种故障都会对电源和系统性能产生不同的影响。
超过输入电压限制 - 组件故障
当组件损坏和/或不再按预期运行时，就会发生组件故障。施加超过组件最大工作电压的电压是损坏任何组件的简单方法。跨输入端放置的许多组件，例如 X 电容器、金属氧化物变阻器 (MOV) 和桥式整流器，很容易被识别为承受电压应力。如果输入电压超过其最大工作电压，这些组件的特定故障模式可能会导致几种不同的情况。例如，出于安全原因而设计为短路故障的 X 电容器可能会断开保险丝，从而导致电源无法运行。但是，如果设计为失效开路的 Y 电容器出现短路故障，电源可能会继续运行，从而使用户面临电击风险。
典型的交流-直流输入
其他组件，例如保险丝，在过压情况下更难以识别为容易发生故障。在正常情况下，保险丝会出现短路，电压增加只会迫使保险丝承载更少的电流。如果电源内部发生故障，例如 X 电容器短路，保险丝将断开并断开电路与输入源的连接。但是，如果超过熔断器的最大电压并且X电容器短路，则熔断器将无法抑制电弧。这将无法保持电路开路，导致电流持续流过故障电容器，从而导致上游和下游出现问题。
在其他情况下，电压应力与值难以确定的寄生元件有关。例如，反激式转换器中的开关的峰值电压不仅取决于输入电压，还取决于漏电感和匝数比。在这种情况下，电压应力不能总是通过简单地查看原理图或数据表来确定，而必须直接测量。
左：典型的分立元件反激原理图右：红色添加寄生元件的反激原理图
反激式开关电压贡献
欠压事件也有可能导致组件故障。当电源低于最低工作电压时，许多组件中的电流会成比例地增加。承载这种增加电流的保险丝、整流器、开关和其他组件都会消耗更多功率，从而导致温度升高和发生故障的机会。功率因数校正 (PFC) 扼流圈等磁性元件也会承载更多电流，因此它们的电感会下降或完全饱和。根据特定的拓扑结构，这可能会导致峰值电流增加(可能损坏开关等组件)、工作频率增加、效率降低或电源转换失败。
超过输入电压限制 - 系统故障
当违反工作频率或占空比范围等参数时，可能会导致系统故障，从而导致各种拓扑的内部功能出现异常。例如，LLC 转换器改变工作频率以调节输出电压，频率与转换器的输入至输出增益成反比。但是，如果输入电压降低，则频率也会降低，以增加增益并保持恒定的输出电压。LLC 转换器的一个固有特性是增益曲线仅在下降到特定频率时保持这种频率与增益的反比关系。低于该频率，关系变为相反(即增益随频率增加)。
一些非隔离转换器，包括 PFC 电路中使用的升压转换器，只能在一个方向上进行转换，向上或向下。在升压转换器的情况下，它只输出高于输入电压的电压。如果具有功率因数校正功能的交流-直流电源在输入电压大于升压转换器电压输出的情况下工作，则升压转换器将无法工作且无法校正功率因数。同样，从高输入转换为低输出的降压转换器不能在低于输出电压的电压下工作。降压转换器还包含一个开关，其栅极不以地为参考，因此使用自举电路产生栅极-源极电压来驱动 FET。这个自举电路依靠开关动作来产生栅极电压，所以，
电源还带有内置保护电路，以防止在某些条件下运行。由于故障更危险和/或成本更高，这在更高的功率水平上变得更加普遍。掉电保护是大功率 AC-DC 电源中常见的一个功能，如果输入电压低于指定阈值，它会关闭电源。
超过输入电压限制 - 规范失败
超出规范的操作并不总是会导致完全故障，而是会导致电源的性能超出其规范。如前所述，降低输入电压会导致输入电流增加，从而导致损耗和热量增加，同时降低工作温度范围和效率。
为了保护电源免受灾难性故障的影响，控制器通常具有内置保护功能，以避免出现某些情况。这些保护不会关闭电源，而是会将特性钳制在某个值。例如，在 LLC 拓扑的情况下，控制器内部通常存在频率限制。如前所述，随着输入电压的降低，开关频率将增加以保持恒定的输出电压。如果控制器在频率达到最小值时钳制频率，则输出电压将随着输入电压开始下降。
虽然在某些情况下(例如上述情况)很容易估计对规格性能的影响，但在其他情况下输入电压的影响则难以估计。一个这样的例子是输入电压和电磁辐射 (EMI) 之间的关系。在规定的输入电压范围之外工作会对 EMI 产生很大影响，并导致不符合相关规定。增加的电压或电流应力可以进一步改变 EMI 滤波器的有效性，对于变频设备，将工作点更改为导致故障的水平。
总之，输入电压会影响电源的许多方面，包括组件应力、工作点和性能。在指定范围之外运行可能会影响这些项目中的一个或多个，如果推得太远，会触发保护电路或完全失效。了解电源可以在某个方向上推多远以及会产生什么影响需要了解内部组件额定值和值，而用户很少获得这些信息并且难以确定。确定电源在其指定输入电压范围之外安全运行的最佳方法是询问制造商，他们可以识别风险和/或实施允许在所需水平运行所需的设计更改。
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