摘要：輸入過壓對電源來說一直都是應(yīng)用難點。本文從幾個方面簡述了輸入過壓的產(chǎn)生和影響，同時提供解決方案，供大家學(xué)習(xí)參考。

輸入過壓是指電子設(shè)備或系統(tǒng)中輸入端接收到的電壓超出了其設(shè)計和工作時所能承受的最大電壓范圍。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在電源供應(yīng)、信號處理電路、電機控制系統(tǒng)、通信設(shè)備、傳感器接口等多種電子和電氣系統(tǒng)中。特別是在工業(yè)自動化、數(shù)據(jù)中心、通信基站、電動汽車充電站等高強度應(yīng)用環(huán)境中，電網(wǎng)波動、雷擊、設(shè)備啟動浪涌、短路故障、熱插拔等突發(fā)狀況頻繁，電源更易遭遇輸入過壓的困擾，極易造成電源輸入電壓瞬間升高，對電源系統(tǒng)構(gòu)成重大威脅。

01 輸入過壓對電源內(nèi)部的影響

在電源運行過程中，一旦輸入電壓超出本身設(shè)計范圍，即使是短暫的瞬間，也可能導(dǎo)致電源失效，甚至永久性損壞。那么在過壓的一瞬間，電源內(nèi)部產(chǎn)生了什么樣的變化呢？

① 電壓應(yīng)力增加：輸入電壓的增加會導(dǎo)致電路中各個元件承受更高的電壓，特別是變壓器的初級繞組（Np）、開關(guān)管（S）、整流二極管（D1）和電容。這可能導(dǎo)致器件的擊穿或永久性損壞；

②開關(guān)管過熱：輸入過壓使得開關(guān)管在導(dǎo)通期間承受更大的壓降，這會增加其功耗，導(dǎo)致溫度上升。過熱不僅會影響開關(guān)管的壽命，嚴(yán)重時還會使其燒毀；在截止期間會因為超過器件本身能承受最高電壓而損壞；

③ 控制回路過載：過高的輸入電壓可能使控制電路的工作點偏離正常范圍，導(dǎo)致控制回路失靈或過載，影響開關(guān)頻率和占空比的穩(wěn)定性；

④磁芯飽和：在某些情況下，過高的輸入電壓可能導(dǎo)致磁通密度超過設(shè)計值，會導(dǎo)致變壓器磁芯飽和，影響磁通量的正常循環(huán)，降低轉(zhuǎn)換效率，并可能產(chǎn)生過大的磁滯損耗。

02輸入過壓的預(yù)防措施和解決方案

綜上所述，過高的電壓進(jìn)入電源內(nèi)部造成的損傷是不可逆的，電源失效的風(fēng)險非常高，輸入過壓的解決方案就要內(nèi)外雙管齊下，對癥下藥才能整治根本。

① 設(shè)計冗余：在電源設(shè)計階段，增加額外的電壓緩沖余量，確保電源能在一定范圍內(nèi)承受輸入電壓的波動，及拓寬輸入電壓范圍；最直接的就是選用輸入電壓范圍寬的產(chǎn)品——如金升陽超寬壓系列，可滿足14-160V輸入正常工作，以保證在任何情況下的輸入電壓波動都在范圍內(nèi)；以及金升陽305VAC全工況系列的機殼電源，可滿足戶外電壓波動需求。

② 輸入過壓保護(hù)：第一種方案可以增加TVS二極管、壓敏電阻、氣體放電管等保護(hù)元件在前端，用以吸收或分流過壓能量，防止其傳遞至電源內(nèi)部，最典型的就是浪涌的外圍電路，把殘壓降到電源輸入電壓范圍內(nèi)，或者直接在輸入端加入金升陽FC系列浪涌濾波器，方便快捷；第二種方案則可以直接選擇金升陽LO20系列帶有輸入過壓保護(hù)的電路，一步到位。

③ 智能監(jiān)控：利用外置的微處理器或?qū)Ｓ?a target="_blank">芯片實時監(jiān)測輸入電壓，一旦檢測到DC/DC輸入端的電壓升高，立即采取保護(hù)措施，如切斷輸入、切換備用電源等。

03 結(jié)語

面對輸入過壓這一挑戰(zhàn)，未雨綢繆總是上策。通過綜合運用上述預(yù)防和解決策略，我們可以顯著提升電源的可靠性與安全性，為電子設(shè)備的穩(wěn)定運行保駕護(hù)航。同時，金升陽擁有豐富的產(chǎn)品系列，如浪涌濾波器（FC系列）、機殼式DCDC電源（URF_M系列）、板載式超寬壓電源（UWTH系列）等，在追求技術(shù)創(chuàng)新的同時，不忘安全基石，讓每一次電力轉(zhuǎn)換都成為一次成功的旅程。