欠压会损坏电子设备吗?

电器工程 电源 电压 损害
2022-01-28 09:29:26

我想知道是否有一些特别重要的机制可以在欠压时破坏电子设备。很明显,如果电压不足,许多电子设备将无法正常工作,但是永久性损坏呢?这个问题是由维修工作引起的。我想知道当涉及损坏的电源时应该寻找什么样的次要影响。

我想如果电机由于电压不足而停转,可能会损坏电机。

那么,由于电压不足(或者更好的是供应不足)导致的永久损坏的具体机制是什么?有吗?

为了增加这个问题,当供应不足时,哪些组件或简单电路会出现故障?

4个回答

欠压造成的损坏不像过压那么常见,但也并非闻所未闻。

一个例子:一个简单的电路,它有一个驱动电机的功率 MOSFET。目的是使 MOSFET 完全打开或完全关闭。在这两种情况下,mosfet 消耗的功率都非常低:

  • 当它开启时,功率很低,因为mosfet的o-full-on电阻非常低,因此它两端的电压也非常低,因此功率(V * I)很低。
  • 当它关闭时,电源的全电压跨过mosfet,但电流几乎为零,因此功率也几乎为零。

MOSFET 的栅极需要一定的电压才能完全开启。8V 是典型值。一个简单的驱动电路可以直接从同时为电机供电的电源中获得该电压。当这个电压太低而无法完全打开 MOSFET 时,可能会出现危险情况(从 mosft 的角度来看):当它处于半导通状态时,通过它的电流和通过它的电压都可能很大,导致在可以杀死它的消散中。欠压致死。

请注意,我首先假设一个简单的电路。实际上,像这样的严重电路将具有欠压保护。

Wouter 提供了一些很好的信息,但在更多情况下,不提供足够高的电压会损坏设备。

一些高端显示屏需要多个电压源,如果在第二个电源之前未能将一个电源供电到足够高的电平或速度不够快,可能会损坏屏幕或控制器。

一些带有内部 MOSFET 的设备可能会因电源不足而损坏。正如 TI 员工关于电流控制的 LED 驱动器所解释的那样,如果 VLed 源太低而无法通过通道提供选定的电流,则该通道中的逻辑将尝试更努力地驱动通道的 mosfet 以尝试吸收更多电流。最终,mosfet 会烧坏,如果不是芯片的其他部分的话。我希望我能找到那个讨论并将其链接起来。

虽然不会直接对功率不足的设备造成损坏,但未能为加热元件提供正确的电压可能会导致被加热的物体加热不正确/加热不够快。冬季水管加热器、电炉、微波炉(“加热器”的宽松含义)、某些汽车零件。更糟糕的是,医疗设备或北极环境中的加热。冷却解决方案也是如此,例如风扇或 AC 或 pelters。由于电压问题而性能不佳的风扇可能会导致其目标过热。水泵也一样。所有这三个都可能受到它的副作用的损害。水泵通常使用流动的水来冷却自己。较低的电压会导致它移动水,但可能不够快而无法自行冷却。性能不佳的风扇可能会被无法冷却的设备煮熟。

最后我能想到的是电池充电器。作为较大电路的一部分,出现故障的充电器或设计不当的充电器可能会导致充电状态下的电压降低。电池可以在不应该时反馈到电路中。

这取决于你的负载。

如果它是电阻负载,降低电压意味着它将传导更少的电流并散发更少的热量。这里没有错。

如果降低晶体管栅极/基极上的电压,它可能不会完全饱和并产生更大的电压降。由于功耗为 P=U*I;晶体管上的电压降可能会加倍(从 0.5V 到 1V),而电流可能大致保持不变(例如 1000mA 到 800mA)。您有效地将功耗增加了一倍,这可能会导致损坏!

如果设备使用线性稳压器,则稳压器必须调节较少的电压。这将导致更低的功耗。当然,调节器不能再维持调节是有限制的,输出电压也会下降。此输出可能会在某个点关闭或停止工作。

开关模式电源是恒定功率负载。如果假设输出汲取恒定功率;例如 3.3V 1A。这等于 3.3W,这意味着无论输入电压是多少,它总是会消耗 3.3W。在实践中,您有效率(可能会有所不同)和电压区域的限制,但它会尝试消耗 3.3W。

如果输入电压下降,则输入电流会增加。如果电感器、二极管或 MOSFET 等部件无法处理更高的电流(散热或超过饱和/峰值电流),则可能会导致损坏。

但是,在这种情况下,您可能会超出某个操作窗口。例如,一个产品可能有 9-15V 的输入电压要求。尽管开关稳压器在(例如)7V 上可以正常工作,但它可能会超过某些部分的电流并变得不可靠。

有时您会在这些设备上看到“欠压锁定”。这是开关模式电源将关闭的电压,因为它不能保证可靠运行。

某些电子系统的特定故障模式的一个示例是闩锁。

https://en.wikipedia.org/wiki/Latch-up

从上面的链接引用...

这经常发生在使用多个电源电压的电路中,这些电源电压在上电时未按所需顺序出现,导致数据线上的电压超过尚未达到标称电源电压的部件的输入额定值。

通常这可以通过简单地重启系统来解决,但如果该系统正在控制一些其他机制,它可能会导致进一步的故障甚至物理损坏作为间接副作用。