L'électronique peut-elle être endommagée en la sous-tensionnant?

Je me demandais s'il y avait un mécanisme particulièrement important par lequel on peut casser l'électronique, quand on la sous-tension. Il est assez évident que de nombreux appareils électroniques ne fonctionneront pas correctement s'ils ne sont pas sous tension, mais qu'en est-il des dommages permanents? La question était motivée par des travaux de réparation. Je me demandais quels types d'effets secondaires il fallait rechercher lorsqu'une alimentation endommagée était impliquée.

J'imagine que les moteurs pourraient être endommagés s'ils calaient à cause d'une sous-tension.

Quels sont donc les mécanismes spécifiques pour les dommages permanents dus à une sous-tension (ou mieux à un sous-approvisionnement)? Y en a-t-il même?

Pour ajouter à la question, quels sont les composants ou les circuits simples qui échouent lorsqu'ils sont sous-alimentés?

Les dommages causés par une sous-tension ne sont pas aussi courants que par une surtension, mais ils ne sont pas inconnus.

Un exemple: un circuit simple qui a un mosfet de puissance entraînant un moteur. L'intention est que le mosfet soit complètement allumé ou complètement éteint. Dans les deux cas, la puissance dissipée par le mosfet est très faible:

• lorsqu'il est allumé, la puissance est faible car la résistance à pleine tension du mosfet est très faible, donc la tension aux bornes est également très faible, donc la puissance (V * I) est faible.
• quand il est éteint, la pleine tension de l'alimentation est à travers le mosfet, mais le courant est presque nul, donc la puissance est presque nulle aussi.

Un mosfet a besoin d'une certaine tension à sa grille pour s'allumer complètement. 8V est une valeur typique. Un simple circuit d'attaque pourrait obtenir cette tension directement de la puissance qui alimente également le moteur. Lorsque cette tension est trop faible pour allumer complètement le mosfet, une situation dangereuse (du point de vue du moseft) peut survenir: lorsqu'elle est à moitié allumée, le courant qui le traverse et la tension qui le traverse peuvent être importants, ce qui entraîne dans une dissipation qui peut le tuer. Mort par sous-tension.

Notez que j'ai commencé par supposer un circuit simple. En pratique, un circuit sérieux comme celui-ci aurait une protection contre les sous-tensions.

Wouter a de bonnes informations, mais il existe plus de scénarios où le fait de ne pas fournir une tension suffisamment élevée peut endommager un appareil.

Certains écrans d'affichage haut de gamme nécessitent plusieurs sources de tension et le fait de ne pas alimenter une source à un niveau suffisamment élevé ou assez rapide avant une deuxième source peut endommager l'écran ou le contrôleur.

Certains appareils avec mosfet interne peuvent être endommagés en sous-alimentant la source. Comme l'a expliqué un employé de TI à propos d'un pilote de led contrôlé par courant, si la source VLed est trop faible pour fournir le courant sélectionné à travers un canal, la logique de ce canal tentera de conduire le mosfet du canal plus fort pour essayer de faire couler plus de courant. Finalement, le mosfet va griller, sinon d'autres parties de la puce. J'aimerais pouvoir trouver cette discussion et la lier.

Bien que cela n'endommage pas directement l'appareil sous-alimenté, le fait de ne pas fournir la bonne tension à un élément chauffant pourrait empêcher ce qui est chauffé de chauffer correctement / assez rapidement. Chauffe-eau d'hiver, cuisinières électriques, micro-ondes (pour un sens lâche de "radiateur"), certaines pièces de voiture. Pire, appareils médicaux ou chauffage en milieu articulaire. Idem pour les solutions de refroidissement, comme les ventilateurs, les climatiseurs ou les filtres. Un ventilateur sous-performant en raison de problèmes de tension peut entraîner une surchauffe de sa cible. Pompes à eau également. Et tous les trois peuvent être endommagés par ses effets secondaires. Les pompes à eau utilisent normalement l'eau en mouvement pour se refroidir. Une tension inférieure le fera déplacer l'eau, mais pourrait ne pas être assez rapide pour se refroidir. Les ventilateurs peu performants peuvent être cuits par l'appareil, il ne peut pas refroidir.

Et enfin, je peux penser aux chargeurs de batterie. Un chargeur défectueux, ou tout simplement mal conçu, dans le cadre d'un circuit plus grand, pourrait entraîner une tension inférieure dans un état de charge. Une batterie pourrait réinjecter dans le circuit alors qu'elle ne devrait pas.

Cela dépend de votre charge.

S'il s'agit d'une charge résistive, une baisse de tension signifie qu'elle conduira moins de courant et dissipera moins de chaleur. Rien de mal ici.

Si vous laissez tomber la tension sur la grille / la base d'un transistor et qu'il peut ne pas saturer complètement et avoir une chute de tension plus importante. Comme la dissipation de puissance est P = U * I; la chute de tension sur le transistor pourrait doubler (de 0,5 V à 1 V) tandis que le courant pourrait rester plus ou moins le même (par exemple de 1000 mA à 800 mA). Vous avez effectivement doublé la dissipation de puissance et cela pourrait entraîner des dommages!

Si l'appareil utilise un régulateur linéaire, le régulateur devra réguler moins de tension. Cela entraînera une dissipation de puissance plus faible. Bien sûr, il existe une limite à laquelle le régulateur ne peut plus maintenir la régulation et la tension de sortie chutera également. Cette sortie peut s'arrêter ou cesser de fonctionner à un certain point.

Les alimentations à découpage sont à charge constante. Si vous supposez que la sortie tire une puissance constante; par exemple 3,3 V 1A. Cela équivaut à 3,3 W, ce qui signifie que quelle que soit la tension d'entrée, elle consommera toujours 3,3 W. En pratique, vous avez une efficacité (qui peut varier) et des limites à la région de tension, mais il essaiera de tirer 3,3 W.

Si la tension d'entrée baisse, le courant d'entrée augmente. Si des pièces telles que des inductances, des diodes ou des MOSFET ne peuvent pas gérer le courant plus élevé (dissipation thermique ou dépassement des courants de saturation / crête), cela peut provoquer des dommages.

Cependant, dans ce cas, vous dépassez probablement une certaine fenêtre d'opération. Par exemple, un produit peut avoir une tension d'entrée de 9 à 15 V. Bien que le régulateur de commutation fonctionne correctement sur (par exemple) 7 V, il peut dépasser le courant sur une partie et devenir peu fiable.

Parfois, vous voyez "verrouillage de sous-tension" sur ces appareils. Il s'agit d'une tension à laquelle l'alimentation à découpage s'arrête car elle ne peut garantir un fonctionnement fiable.

Un exemple de mode de défaillance spécifique de certains systèmes électroniques est le verrouillage.

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

Citation du lien ci-dessus ...

Cela se produit fréquemment dans les circuits qui utilisent plusieurs tensions d'alimentation qui ne se présentent pas dans l'ordre requis lors de la mise sous tension, ce qui conduit à des tensions sur les lignes de données dépassant la valeur nominale d'entrée des pièces qui n'ont pas encore atteint une tension d'alimentation nominale.

Souvent, cela peut être résolu par un simple cycle d'alimentation du système, mais si ce système contrôle un autre mécanisme, il peut entraîner une défaillance supplémentaire ou même des dommages physiques comme effet secondaire indirect.

Le terme général pour les événements de basse tension est "brownout"; il existe de nombreuses façons d'incorporer la prévention des baisses de tension dans la conception de votre alimentation.