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在世界范圍內(nèi)，可用的電源電壓及其相關(guān)穩(wěn)定性可能會有很大差異，因此很難設(shè)計出滿足所有應用輸入范圍需求的電源。假如電源的輸入規(guī)格與應用所需的工作電壓“足夠接近”，如果電源實際上在其限制之外工作，可能會導致故障問題。這些故障問題可以定義為組件故障問題、系統(tǒng)故障或規(guī)格故障問題，每個故障問題都會對電源和系統(tǒng)性能產(chǎn)生不同的影響。

當組件損壞和/或不再按預期運行時，就會發(fā)生組件故障問題。施加超出組件最大工作電壓的電流電壓是損壞任何組件的簡單方法。

跨輸入端放置的許多組件，例如X電容器、金屬氧化物變阻器(MOV)和橋式整流器，很容易被識別為承受電流電壓應力。如果輸入電流電壓超出其最大工作電壓，這些組件的特定故障問題模式可能會導致幾種不同的情況。

例如，出于安全原因而設(shè)計為短路故障問題的X電容器可能會斷開保險絲，從而導致電源無法運行。但是，如果設(shè)計為失效開路的Y電容器出現(xiàn)短路故障問題，電源可能會繼續(xù)運行，從而使用戶面臨電擊風險。

其他組件，例如保險絲，在過壓情況下更難以識別為容易發(fā)生故障問題。在正常情況下，保險絲會出現(xiàn)短路，電流電壓增加只會迫使保險絲承載更少的電流。

如果電源內(nèi)部發(fā)生故障問題，例如X電容器短路，保險絲將斷開并斷開電路與輸入源的連接。但是，如果超出熔斷器的最大電流電壓并且X電容器短路，則熔斷器將無法抑制電弧。這將無法保持電路開路，導致電流持續(xù)流過故障問題電容器，從而導致上游和下游出現(xiàn)問題。

在其他情況下，電流電壓應力與值難以確定的寄生元件有關(guān)。

例如，反激式轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)的峰值電流電壓不僅取決于輸入電流電壓，還取決于漏電感和匝數(shù)比。在這種情況下，電流電壓應力不能總是通過簡單地查看原理圖或數(shù)據(jù)表來確定，而必須直接測量。

欠壓事件也有可能導致組件故障問題。當電源低于最低工作電壓時，許多組件中的電流會成比例地增加。承載這種增加電流的保險絲、整流器、開關(guān)和其他組件都會消耗更多功率，從而導致溫度升高和發(fā)生故障問題的機會。

功率因數(shù)校正(PFC)扼流圈等磁性元件也會承載更多電流，因此它們的電感會下降或完全飽和。根據(jù)特定的拓撲結(jié)構(gòu)，這可能會導致峰值電流增加(可能損壞開關(guān)等組件)、工作頻率增加、效率降低或電源轉(zhuǎn)換失敗。

超出輸入電壓限制-系統(tǒng)故障
當違反工作頻率或占空比范圍等參數(shù)時，可能會導致系統(tǒng)故障，從而導致各種拓撲的內(nèi)部功能出現(xiàn)異常。比如說，LLC轉(zhuǎn)換器改變工作頻率以調(diào)節(jié)輸出電壓，頻率與轉(zhuǎn)換器的輸入至輸出增益成反比。

然而，如果輸入電壓降低，則頻率也會降低，以增加增益并保持恒定的輸出電壓。LLC轉(zhuǎn)換器的一個固有特性是增益曲線僅在下降到特定頻率時保持這種頻率與增益的反比關(guān)系。低于該頻率，關(guān)系變?yōu)橄喾?即增益隨頻率增加)。

    一些非隔離轉(zhuǎn)換器，包括PFC電路中使用的升壓轉(zhuǎn)換器，只能在一個方向上進行轉(zhuǎn)換，向上或向下。在升壓轉(zhuǎn)換器的情況下，它只輸出高于輸入電壓的電壓。

如果具有功率因數(shù)校正功能的交流-直流電源在輸入電壓大于升壓轉(zhuǎn)換器電壓輸出的情況下工作，則升壓轉(zhuǎn)換器將無法工作且無法校正功率因數(shù)。

   同樣，從高輸入轉(zhuǎn)換為低輸出的降壓轉(zhuǎn)換器不能在低于輸出電壓的電壓下工作。降壓轉(zhuǎn)換器還包含一個開關(guān)，其柵極不以地為參考，因此使用自舉電路產(chǎn)生柵極-源極電壓來驅(qū)動FET。這個自舉電路依靠開關(guān)動作來產(chǎn)生柵極電壓，所以，電源還帶有內(nèi)置保護電路，以防止在某種條件下運行。

由于故障更危險和/或成本更高，這在更高的功率水平上變得更加普遍。掉電保護是大功率AC-DC電源中常見的一個功能，如果輸入電壓低于指定閾值，它會關(guān)閉電源。

超出輸入電壓限制-規(guī)范失敗
超出規(guī)范的操作并不總是會導致完全故障，而是會導致電源的性能超出其規(guī)范。如前所述，降低輸入電壓會導致輸入電流增加，從而導致?lián)p耗和熱量增加，同時降低工作溫度范圍和效率。

為了保護電源免受災難性故障的影響，控制器通常具有內(nèi)置保護功能，以避免出現(xiàn)某種情況。這些保護不會關(guān)閉電源，而是會將特性鉗制在某個值。比如說，在LLC拓撲的情況下，控制器內(nèi)部通常存在頻率限制。如前所述，隨著輸入電壓的降低，開關(guān)頻率將增加以保持恒定的輸出電壓。如果控制器在頻率達到最小值時鉗制頻率，則輸出電壓將隨著輸入電壓開始下降。

雖然在某種情況下(比如說上述情況)很容易估計對規(guī)格性能的影響，但在其他情況下輸入電壓的影響則難以估計。一個這樣的例子是輸入電壓和電磁輻射(EMI)之間的關(guān)系。在規(guī)定的輸入電壓范圍之外工作會對EMI產(chǎn)生很大影響，并導致不符合相關(guān)規(guī)定。增加的電壓或電流應力可以進一步改變EMI濾波器的有效性，針對變頻設(shè)備，將工作點更改為導致故障的水平。

       總而言之，輸入電壓會影響電源的許多方面，包括組件應力、工作點和性能。在指定范圍之外運行可能會影響這些項目中的一個或多個，如果推得太遠，會觸發(fā)保護電路或完全失效。認識電源可以在某個方向上推多遠以及會產(chǎn)生什么影響需要了解內(nèi)部組件額定值和值，而用戶很少獲得這些信息并且難以確定。確定電源在其指定輸入電壓范圍之外安全運行的最佳方法是咨詢制造商，他們可以識別風險和/或?qū)嵤┰试S在所需水平運行所需的設(shè)計更改。