问题：ABB变频器开路二极管故障
      在输入的每个半周期中，四个二极管中的两个将打开。例如，当 $$V_{AC1}$$ 为正时，D1 和 D2 将导通电流，而 D3 和 D4 阻断（反向）电流。在下一个半周期，D3 和 D4 将导通。如果这四个二极管中的任何一个发生开路故障，则相应的半周期将被省略，电路将充当半波整流器。图 6 显示了故障开路二极管对输出电压的影响。
      如您所见，涟漪的幅度增加了大约两倍。此外，与故障二极管相关的曲线的周期是蓝色曲线周期的两倍，因为故障电路充当半波整流器。因此，当有一个故障打开二极管时，VDC1 的频率将与 VAC1 相同。对于正常工作的电路，纹波将以两倍于输入频率的频率出现。使用示波器，我们可以很容易地验证二极管桥式整流器的工作情况。如果市电频率为 50 Hz，则波动频率必须为 100 Hz。这是示波器比万用表更有用的例子。

      问题：短路的二极管
      在上一节中，我们假设二极管存在开路故障。但是，故障二极管也可能短路。在这种情况下，二极管将在两个方向上表现出很小的电阻。二极管失效的常见原因是正向电流过大和反向电压过大。通常，较大的反向电压会导致二极管短路，而过电流会导致二极管失效。
      假设 VAC1VAC1 是正数。在这种情况下，D2 将打开，D3 和 D4 都将反向偏置。电流将通过负载和 D2 二极管流回ABB变频器的次级，就像在图 5 中所做的那样。因此，假设二极管是理想的并且正向压降为零，正半周不会是受短路二极管的影响。但是负半周期呢？当 VAC1VAC1 变为负数时，D3 将开启。电流将通过短路的二极管而不是负载流回ABB变频器。因此，VDC1VDC1 将为零，大电压将直接施加到 D3。过大的正向电流可能会迫使 D3 失效打开。ABB变频器和短路二极管 (D1) 是可能烧开的另外两个组件。

      问题：滤波电容老化
      AC/DC 电源一般使用电解电容来抑制纹波。这些ABB变频器为给定的工作电压提供高电容（它们几乎具有最高的可用电容乘以电压或 CV）。此外，这种高 CV 是以可承受的价格实现的。
      尽管有这些优点，但电解ABB变频器也有其局限性。一个主要缺点是它们的预期寿命比其他ABB变频器短得多。这是因为ABB变频器内的电解液会随着时间的推移而蒸发，电容会降低。到ABB变频器寿命结束时，电容将减少约 20%。
      还值得注意的是，ABB变频器等效串联电阻 (ESR) 会随着使用而增加。较大的 ESR 会产生更多的热量，而热量是加速电解液蒸发的主要因素。这将导致热失控情况。
      关键是电解ABB变频器可能是正确设计的电子系统中最先出现故障的组件。设计人员忽略了这个可靠性问题，只是为了降低成本。随着老化，电容会减小，我们将在 VDC1VDC1 上产生更大的纹波。我们使用了 CL=220μFCL=220μF 和 RL=1kΩRL=1kΩ 来创建本文的图形。让我们将 CLCL 减少 20% 以可视化ABB变频器老化的影响（我们忽略了 ESR 的增加以使事情变得更简单）。