¿Se pueden dañar los componentes electrónicos al subvolverlos?

Me preguntaba si hay algún mecanismo particularmente importante por el cual uno puede romper la electrónica, cuando no está involucrada. Es bastante obvio que una gran cantidad de dispositivos electrónicos no funcionarán correctamente si no están suficientemente involucrados, pero ¿qué pasa con el daño permanente? La pregunta fue motivada por trabajos de reparación. Me preguntaba qué tipo de efectos secundarios se deben buscar cuando se trata de una fuente de alimentación dañada.

Me imagino que los motores podrían dañarse si se paralizan debido a una baja tensión.

Entonces, ¿cuáles son los mecanismos específicos para el daño permanente debido a la subvolución (o mejor dicho, el suministro insuficiente)? ¿Hay alguna?

Para agregar a la pregunta, ¿cuáles son los componentes o circuitos simples que fallan cuando no se suministran lo suficiente?

El daño por subtensión no es tan común como por sobretensión, pero no es desconocido.

Un ejemplo: un circuito simple que tiene un mosfet de potencia que impulsa un motor. La intención es que el mosfet esté completamente encendido o completamente apagado. En ambos casos, la potencia disipada por el mosfet es muy baja:

• cuando está encendido, la potencia es baja porque la resistencia total del mosfet es muy baja, por lo tanto, el voltaje a través de él también es muy bajo, por lo que la potencia (V * I) es baja.
• cuando está apagado, el voltaje completo de la energía está a través del mosfet, pero la corriente es casi cero, por lo tanto, la energía también es casi cero.

Un mosfet necesita un cierto voltaje en su puerta para encenderse completamente. 8V es un valor típico. Un circuito controlador simple podría obtener este voltaje directamente de la potencia que también alimenta el motor. Cuando este voltaje es demasiado bajo para encender el mosfet por completo en una situación peligrosa (desde el punto de vista del moseft) puede surgir: cuando está medio encendido, tanto la corriente a través de él como el voltaje a través de él pueden ser sustanciales, lo que resulta en una disipación que puede matarlo. Muerte por subtensión.

Tenga en cuenta que comencé asumiendo un circuito simple. En la práctica, un circuito serio como este tendría una protección contra subtensión.

Wouter tiene buena información, pero hay más escenarios en los que no proporcionar un voltaje lo suficientemente alto puede dañar un dispositivo.

Algunas pantallas de visualización de extremo superior requieren múltiples fuentes de voltaje, y el hecho de no alimentar una fuente a un nivel lo suficientemente alto, o lo suficientemente rápido, antes de una segunda fuente, puede causar daños a la pantalla o al controlador.

Algunos dispositivos con mosfet interno pueden dañarse si se apaga la fuente. Como fue explicado por un empleado de TI sobre un controlador de led controlado por corriente, si la fuente VLed es demasiado baja para proporcionar la corriente seleccionada a través de un canal, la lógica en ese canal intentará impulsar el mosfet del canal más difícilmente para tratar de absorber más corriente. Finalmente, el mosfet se quemará, si no otras partes del chip. Desearía poder encontrar esa discusión y vincularla.

Si bien no causa daños directos en el dispositivo con poca potencia, no proporcionar el voltaje correcto a un elemento calefactor podría causar que lo que se está calentando no se caliente correctamente / lo suficientemente rápido. Calentadores de tubería de agua de invierno, estufas eléctricas, microondas (para un significado suelto de "calentador"), ciertas partes del automóvil. Peor aún, dispositivos médicos o calefacción en ambientes articulares. Lo mismo para soluciones de enfriamiento, como ventiladores o AC o pelters. Un ventilador de bajo rendimiento debido a problemas de voltaje puede hacer que su objetivo se sobrecaliente. Bombas de agua también. Y los tres pueden ser dañados por sus efectos secundarios. Las bombas de agua normalmente usan el agua en movimiento para enfriarse. Un voltaje más bajo hará que mueva el agua, pero podría no ser lo suficientemente rápido como para enfriarse. Los ventiladores de bajo rendimiento pueden ser cocinados por el dispositivo, no se puede enfriar.

Y por último, puedo pensar en cargadores de batería. Un cargador que funciona mal, o simplemente uno mal diseñado, como parte de un circuito más grande, podría causar un voltaje más bajo en un estado de carga. Una batería podría retroalimentar al circuito cuando no debería.

Depende de tu carga.

Si se trata de una carga resistiva, bajar el voltaje significa que conducirá menos corriente y disipará menos calor. No pasa nada aquí.

Si deja caer el voltaje en la puerta / base de un transistor y puede no saturarse completamente y tener una caída de voltaje mayor. Como la disipación de potencia es P = U * I; la caída de voltaje en el transistor podría duplicarse (de 0.5V a 1V) mientras que la corriente puede permanecer más o menos igual (por ejemplo, 1000mA a 800mA). ¡Duplicó efectivamente la disipación de potencia y eso podría provocar daños!

Si el dispositivo usa un regulador lineal, el regulador tendrá que regular menos voltaje. Esto conducirá a una menor disipación de energía. Por supuesto, hay un límite en el que el regulador ya no puede mantener la regulación y el voltaje de salida también caerá. Esta salida puede apagarse o dejar de funcionar en cierto punto.

Las fuentes de alimentación conmutadas son una carga de energía constante. Si supone que la salida dibuja una potencia constante; por ejemplo 3.3V 1A. Esto equivale a 3.3W, lo que significa que sea cual sea el voltaje de entrada, siempre consumirá 3.3W. En la práctica, tiene eficiencia (que puede variar) y límites para la región de voltaje, pero intentará dibujar 3.3W.

Si el voltaje de entrada cae, la corriente de entrada aumenta. Si partes como inductores, diodos o MOSFET no pueden manejar la corriente más alta (disipación de calor o exceso de saturación / corrientes máximas) puede causar daños.

Sin embargo, en ese caso, probablemente esté excediendo una determinada ventana de operación. Por ejemplo, un producto puede tener un requisito de voltaje de entrada de 9-15V. Aunque el regulador de conmutación funcionaría bien en (por ejemplo) 7V, puede exceder la corriente en alguna parte y volverse poco confiable.

A veces se ve "Bloqueo por subtensión" en estos dispositivos. Este es un voltaje en el cual la fuente del modo de interruptor se apagará porque no puede garantizar una operación confiable.

Un ejemplo de un modo de falla específico de ciertos sistemas electrónicos es Latch-Up.

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

Cita del enlace de arriba ...

Esto ocurre con frecuencia en circuitos que usan múltiples voltajes de suministro que no aparecen en la secuencia requerida durante el encendido, lo que genera voltajes en las líneas de datos que exceden la clasificación de entrada de las partes que aún no han alcanzado un voltaje de suministro nominal.

A menudo, esto se puede resolver simplemente apagando y apagando el sistema, pero si ese sistema está controlando algún otro mecanismo, puede causar más fallas o incluso daños físicos como un efecto secundario indirecto.

El término general para eventos de bajo voltaje es "apagón"; Hay muchas formas de incorporar la prevención de caídas de voltaje en el diseño de la fuente de alimentación.