Может ли электроника быть повреждена пониженным напряжением?

Мне было интересно, есть ли какой-то особенно важный механизм, с помощью которого можно сломать электронику при ее пониженном напряжении. Совершенно очевидно, что большое количество электроники не будет работать должным образом при недостаточном напряжении, но как насчет постоянного повреждения? Вопрос был мотивирован ремонтными работами. Мне было интересно, какие второстепенные эффекты следует искать, когда речь идет о поврежденном источнике питания.

Я предполагаю, что двигатели могут быть повреждены, если они остановятся из-за пониженного напряжения.

Так, каковы конкретные механизмы для проникающего повреждения из-за пониженного напряжения (или лучше положить недопоставки)? Есть ли вообще что-нибудь?

Чтобы добавить к вопросу, что такое компоненты или простые схемы, которые выходят из строя при недостаточном потреблении?

Ущерб от пониженного напряжения не так распространен, как от перенапряжения, но он не является неслыханным.

Пример: простая схема, которая имеет мощный двигатель, приводящий в движение мотор. Предполагается, что mosfet либо полностью включен, либо полностью выключен. В обоих случаях мощность, рассеиваемая mosfet, очень мала:

• когда он включен, питание низкое, потому что сопротивление полностью включенного питания Mosfet очень низкое, следовательно, напряжение на нем также очень низкое, поэтому мощность (V * I) низкая.
• когда он выключен, полное напряжение питания подается через мосфет, но ток почти равен нулю, следовательно, мощность также почти равна нулю.

Мосфет требует определенного напряжения на своих воротах, чтобы полностью включиться. 8V является типичным значением. Простая схема управления может получать это напряжение непосредственно от источника питания, который также питает двигатель. Когда это напряжение слишком низкое, чтобы полностью включить Mosfet в опасной ситуации (с точки зрения moseft): когда он наполовину включен, ток через него и напряжение через него могут быть значительными, в результате чего в рассеянии, которое может убить это. Смерть от понижения напряжения.

Обратите внимание, что я начал с предположения о простой схеме. На практике серьезная цепь, подобная этой, имела бы защиту от пониженного напряжения.

У Вутера есть хорошая информация, но есть и другие сценарии, в которых отсутствие достаточно высокого напряжения может повредить устройство.

Для некоторых дисплеев более высокого уровня требуется несколько источников напряжения, и если питание одного источника не будет достаточно высоким или достаточно быстрым, перед вторым источником, это может привести к повреждению экрана или контроллера.

Некоторые устройства с внутренним mosfet могут быть повреждены при отключении источника питания. Как объяснил сотрудник TI о светодиодном драйвере, управляемом током, если источник VLed слишком мал для подачи выбранного тока через канал, логика в этом канале будет пытаться заставить мосфет канала усерднее пытаться поглощать больше тока. В конце концов, Mosfet сгорит, если не другие части чипа. Хотел бы я найти это обсуждение и связать его.

Хотя это не приводит непосредственно к повреждению устройства с недостаточной мощностью, неспособность подать правильное напряжение на нагревательный элемент может привести к тому, что нагреваемый элемент не будет нагреваться правильно / достаточно быстро. Обогреватели Winter Water Pipe, электрические плиты, микроволновые печи (в широком смысле слова «нагреватель»), некоторые детали автомобилей. Хуже того, медицинские приборы или отопление в арктических условиях. То же самое для охлаждающих решений, таких как вентиляторы или кондиционеры или кожухи. Неудовлетворительный вентилятор из-за проблем с напряжением может привести к его перегреву. Водяные насосы также. И все три могут быть повреждены его побочными эффектами. Водяные насосы обычно используют движущуюся воду для охлаждения. Более низкое напряжение заставит его перемещать воду, но может быть недостаточно быстрым, чтобы остыть. Неэффективные вентиляторы могут быть приготовлены устройством, которое они не могут охладить.

И последнее, что я могу вспомнить, зарядные устройства. Неисправное зарядное устройство или просто плохо сконструированное зарядное устройство, являющееся частью большой цепи, может вызвать более низкое напряжение в состоянии зарядки. Батарея может вернуться обратно в цепь, если не должна.

Это зависит от вашей нагрузки.

Если это резистивная нагрузка, снижение напряжения означает, что он будет проводить меньше тока и рассеивать меньше тепла. Здесь все в порядке.

Если вы понижаете напряжение на затворе / базе транзистора, и оно может не полностью насыщаться и иметь большее падение напряжения. Поскольку рассеиваемая мощность равна P = U * I; падение напряжения на транзисторе может удвоиться (от 0,5 В до 1 В), в то время как ток может оставаться более или менее одинаковым (например, от 1000 мА до 800 мА). Вы эффективно удвоили рассеиваемую мощность, и это может привести к повреждению!

Если в устройстве используется линейный регулятор, он должен будет регулировать меньшее напряжение. Это приведет к снижению рассеиваемой мощности. Конечно, существует предел, при котором регулятор больше не может поддерживать регулирование, и выходное напряжение тоже будет падать. Этот выход может отключиться или перестать работать в определенной точке.

Импульсные источники питания имеют постоянную нагрузку. Если вы предполагаете, что на выходе нарисовать постоянную мощность; например 3.3V 1A. Это равно 3,3 Вт, что означает, что при любом входном напряжении всегда будет 3,3 Вт. На практике у вас есть эффективность (которая может варьироваться) и пределы области напряжения, но он будет пытаться потреблять 3,3 Вт.

Если входное напряжение падает, входной ток увеличивается. Если такие детали, как катушки индуктивности, диоды или полевые МОП-транзисторы, не могут выдерживать более высокий ток (рассеивание тепла или превышение насыщения / пиковые токи), это может привести к повреждению.

Однако в этом случае вы, вероятно, превышаете определенное окно операции. Например, продукт может иметь требование к входному напряжению 9-15В. Хотя переключающий регулятор будет нормально работать (например) на 7 В, он может превышать ток в некоторых частях и стать ненадежным.

Иногда вы видите «блокировку пониженного напряжения» на этих устройствах. Это напряжение, при котором питание в режиме переключения отключается, поскольку оно не может гарантировать надежную работу.

Одним примером конкретного режима отказа определенных электронных систем является Latch-Up.

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

Цитата из приведенной выше ссылки ...

Это часто происходит в цепях, которые используют несколько напряжений питания, которые не включаются в требуемой последовательности при включении питания, что приводит к тому, что напряжения в линиях данных превышают номинальные значения входных элементов, которые еще не достигли номинального напряжения питания.

Часто это можно решить, просто включив и отключив питание системы, но если эта система контролирует какой-либо другой механизм, это может вызвать дальнейший сбой или даже физический ущерб в качестве косвенного побочного эффекта.

Общий термин для событий низкого напряжения - «отключение»; Есть много способов включить предотвращение потери напряжения в ваш блок питания.