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(huì)有很大差異，因此很難設(shè)計(jì)出滿足所有應(yīng)用輸入范圍需求的電源。假如電源的輸入規(guī)格與應(yīng)用所需的工作電壓“足夠接近”，如果電源實(shí)際上在其限制之外工作，可能會(huì)導(dǎo)致故障問(wèn)題。這些故障問(wèn)題可以定義為組件故障問(wèn)題、系統(tǒng)故障或規(guī)格故障問(wèn)題，每個(gè)故障問(wèn)題都會(huì)對(duì)電源和系統(tǒng)性能產(chǎn)生不同的影響。

當(dāng)組件損壞和/或不再按預(yù)期運(yùn)行時(shí)，就會(huì)發(fā)生組件故障問(wèn)題。施加超出組件工作電壓的電流電壓是損壞任何組件的簡(jiǎn)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(shí)別為承受電流電壓應(yīng)力。如果輸入電流電壓超出其工作電壓，這些組件的特定故障問(wèn)題模式可能會(huì)導(dǎo)致幾種不同的情況。

例如，出于安全原因而設(shè)計(jì)為短路故障問(wèn)題的X電容器可能會(huì)斷開(kāi)保險(xiǎn)絲，從而導(dǎo)致電源無(wú)法運(yùn)行。但是，如果設(shè)計(jì)為失效開(kāi)路的Y電容器出現(xiàn)短路故障問(wèn)題，電源可能會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，從而使用戶面臨電擊風(fēng)險(xiǎn)。

其他組件，例如保險(xiǎn)絲，在過(guò)壓情況下更難以識(shí)別為容易發(fā)生故障問(wèn)題。在正常情況下，保險(xiǎn)絲會(huì)出現(xiàn)短路，電流電壓增加只會(huì)迫使保險(xiǎn)絲承載更少的電流。

如果電源內(nèi)部發(fā)生故障問(wèn)題，例如X電容器短路，保險(xiǎn)絲將斷開(kāi)并斷開(kāi)電路與輸入源的連接。但是，如果超出熔斷器的電流電壓并且X電容器短路，則熔斷器將無(wú)法抑制電弧。這將無(wú)法保持電路開(kāi)路，導(dǎo)致電流持續(xù)流過(guò)故障問(wèn)題電容器，從而導(dǎo)致上游和下游出現(xiàn)問(wèn)題。

在其他情況下，電流電壓應(yīng)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(kāi)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(yīng)力不能總是通過(guò)簡(jiǎn)單地查看原理圖或數(shù)據(jù)表來(lái)確定，而必須直接測(cè)量。

欠壓事件也有可能導(dǎo)致組件故障問(wèn)題。當(dāng)電源低于工作電壓時(shí)，許多組件中的電流會(huì)成比例地增加。承載這種增加電流的保險(xiǎn)絲、整流器、開(kāi)關(guān)和其他組件都會(huì)消耗更多功率，從而導(dǎo)致溫度升高和發(fā)生故障問(wèn)題的機(jī)會(huì)。

功率因數(shù)校正(PFC)扼流圈等磁性元件也會(huì)承載更多電流，因此它們的電感會(huì)下降或飽和。根據(jù)特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這可能會(huì)導(dǎo)致峰值電流增加(可能損壞開(kāi)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(dāng)違反工作頻率或占空比范圍等參數(shù)時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障，從而導(dǎo)致各種拓?fù)涞膬?nèi)部功能出現(xiàn)異常。比如說(shuō)，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(huì)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(gè)固有特性是增益曲線僅在下降到特定頻率時(shí)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(gè)方向上進(jìn)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(wú)法工作且無(wú)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(gè)開(kāi)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(lái)驅(qū)動(dòng)FET。這個(gè)自舉電路依靠開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)產(chǎn)生柵極電壓，所以，電源還帶有內(nèi)置保護(hù)電路，以防止在某種條件下運(yùn)行。

由于故障更危險(xiǎn)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(hù)是大功率AC-DC電源中常見(jiàn)的一個(gè)功能，如果輸入電壓低于閾值，它會(huì)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(huì)導(dǎo)致故障，而是會(huì)導(dǎo)致電源的性能超出其規(guī)范。如前所述，降低輸入電壓會(huì)導(dǎo)致輸入電流增加，從而導(dǎo)致?lián)p耗和熱量增加，同時(shí)降低工作溫度范圍和效率。

為了保護(hù)電源免受災(zāi)難性故障的影響，控制器通常具有內(nèi)置保護(hù)功能，以避免出現(xiàn)某種情況。這些保護(hù)不會(huì)關(guān)閉電源，而是會(huì)將特性鉗制在某個(gè)值。比如說(shuō)，在LLC拓?fù)涞那闆r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(kāi)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(dá)到最小值時(shí)鉗制頻率，則輸出電壓將隨著輸入電壓開(kāi)始下降。

雖然在某種情況下(比如說(shuō)上述情況)很容易估計(jì)對(duì)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(jì)。一個(gè)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(huì)對(duì)EMI產(chǎn)生很大影響，并導(dǎo)致不符合相關(guān)規(guī)定。增加的電壓或電流應(yīng)力可以進(jìn)一步改變EMI濾波器的有效性，針對(duì)變頻設(shè)備，將工作點(diǎn)更改為導(dǎo)致故障的水平。

       總而言之，輸入電壓會(huì)影響電源的許多方面，包括組件應(yīng)力、工作點(diǎn)和性能。在范圍之外運(yùn)行可能會(huì)影響這些項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)，如果推得太遠(yuǎn)，會(huì)觸發(fā)保護(hù)電路或失效。認(rèn)識(shí)電源可以在某個(gè)方向上推多遠(yuǎn)以及會(huì)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。確定電源在其輸入電壓范圍之外安全運(yùn)行的方法是咨詢制造商，他們可以識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)和/或?qū)嵤┰试S在所需水平運(yùn)行所需的設(shè)計(jì)更改。