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一、引言

输入电压过压是由电网负载波动较大引起的。例如，在用电高峰时，电压通常较低，当设备停止时，电压通常较高。国家标准对电压波动等级有以下规定：

电网电压范围的实际变化范围因电网容量、输配电设备质量、用电量等条件而异。在供电良好的城市和工业区，通常只有变化范围±15%（264VAC）左右，超过264VAC电源可能损坏，甚至可能导致设备跳闸、着火，威胁人员和财产。

但在供电条件较差的农村和偏远地区，或者电网负荷变化较大的设备，如山区、公路隧道、充电桩、发电机供电等，变化范围要大得多，有时甚至可以达到20%~30%(274~299VAC）。

二、输入过压时电源器件电压应力分析

以图2反激开关电源为例，分析输入电压达到305VAC如何根据电压应力选择合适的部件。

1. 保险丝F1额定电压选择

保险丝的电压额定值必须大于或等于断开电路的最大电压。由于保险丝的电阻值很低，只有当保险丝试图熔断时，保险丝的电压额定值才变得重要。当熔丝元件熔化时，保险丝必须能够快速断开并熄灭电弧，并防止开路电压通过断开的熔丝元件再次触发电弧。

保险丝的常见规格是125V、250V、300V、400V，选择300V的保险丝。

2. 压敏电阻RV1额定电压选择

在实际应用中，压敏电阻RV一般并联在电路中，当电路正常工作时，它处于高阻状态，不影响电路的正常工作。当电路出现异常时，瞬时过电压 当达到其导电压（压敏电压）时，压敏电阻迅速从高电阻状态转变为低电阻状态，释放异常瞬时过电压引起的瞬时过电流，并将异常瞬态过压装配到安全水平，以保护后电路免受异常瞬时过电压损坏。

常见的压敏规格如下表所示：

压敏电阻的电压值应大于实际电路中的电压峰值，即压敏电阻两端连续施加的电源电压应小于压敏电阻规格中的最大连续工作电压值，如上表所示VAC和385VDC显然间3055显然不满足VAC工作时，为防止压敏损对输入电压波动较大的情况下，应选择561压敏电阻。

3. X电容CX1额定电压选择

X2安全电容的额定电压一般为：275V / 305V / 310V，它们实际上是通用的。这种情况主要是由于不同国家、不同安全法规认证要求的额定电压不同造成的。CQC额定电压为310VAC，其他国家V、305VAC、310VAC。在应对输入电压波动较大的情况下，选择310V的X电容。

4. 桥堆BD1额定电压选择

在Vin=264VAC桥堆二极管最大应力为Vmax1=264×1.414=373V；

在Vin=305VAC桥堆二极管最大应力为Vmax2=305×1.414=431V。

由于开关电源需要进行雷击浪涌试验，一般选择600个整流桥V为了满足更严格的雷击环境，上述整流桥可选择1万座V的整流桥。

5. 电解电容C1额定电压选择

在Vin=264VAC电解电容的最大应力是Vcmax1=264×1.414=373V；

在Vin=305VAC电解电容的最大应力是Vcmax2=305×1.414=431V。

在输入电压波动较大的情况下，应选择450V电解电容。

6. MOS管Q1额定电压选择

MOS管电压应力为

Vmos=VIN VOR VPK

其中VIN最高输入电压为431V，VOR反射电压一般为60-120V，通过优化设计，与原副边坡比和输出电压成正相关V或以下；VPK漏感产生的尖峰电压一般为：100V通过优化漏感和吸收参数，可以取80V或以下。

所以MOS管Q工作电压应力为：431 120 100=651V，通过优化后MOS管Q工作电压应力为：431 80 80=591V，因此，考虑到雷击或3055VAC为保证输入，MOS管理可靠的工作必须至少选择700份V以上的MOS但也可通过优化变压器匝比和漏感，选取650V的MOS管。

7. 二极管D1额定电压选择

二极管电压应力为

VD=VIN/n V0 VD-PK

其中VD-PK由于不同的输出电压和吸收参数对副边漏感产生的尖峰电压影响较大，一般计算

VD={VIN/n V0}×1.5

假设输出电压V0=12V，二极管漏感尖峰VD-PK=30V，MOS管漏感尖峰VPK=80V，计算如下表：

从表1可以看出，常规开关电源只考虑VIN=373V，MOS管和二极管的应力值会很小，不适用于VIN=431V一旦输入电压超过373V，有损坏的风险。

综上所述，输出电压为12V例如，考虑到雷击或305VAC为了保证二极管的可靠工作，至少要选择150V上述二极管也可以优化变压器匝比和HARTING代理漏感，选取100V的二极管。

同时，高压线路之间的安全距离也可以通过增加电源内的电气间隙和爬电距离来保持，不会因距离不足而损坏原型或危害人身安全。

四、总结

本文解释了输入过压会损坏电源，对人体造成伤害。通过电源部件的电压应力分析，确定了关键部件电压应力的选择依据，并指出可以通过优化部件的电压应力和增加内部电气间隙和爬电距离来保护。

通过比较主流电源和305条件电源部件的额定电压、电气间隙和爬电距离，推荐金升阳305条件AC/DC电源可以有效地保护输入过压。同时也可应用于工作温湿度、海拔、电磁干扰等恶劣环境和特殊环境。