Что произойдет, если я подключу два разных источника постоянного напряжения параллельно?


40

У меня есть блок питания для компьютера, который я собираю вместе как источник питания. Для включения этой конкретной модели мне нужна минимальная нагрузка для + 5В и + 12В.

«Легко, - подумал я, - я просто подключу +5 и +12 к своему силовому резистору!» И это сработало, но потом я начал думать, что значит соединить эти два разных напряжения параллельно? Если бы напряжения были одинаковыми, то я бы увеличивал ток . Но как насчет различных напряжений?

Кроме того, что, если я подключил +5 и +12 последовательно, а затем добавил нагрузку на это? Эквивалентное напряжение будет + 17В; какая разница между этим и параллельным?

Или я иду по этому пути неправильно; я должен поставить отдельный резистор на каждой рейке? Кажется, я могу сделать лучше, чем это.


1
Очень интересный и немного опасный вопрос. Хорошо, что компьютерные блоки питания имеют защиту от перегрузки по току и от перегрева, поэтому допускают множество ошибок.
Vorac

2
Мой лектор по электронике сказал нам, что при параллельном соединении двух разных источников напряжения магический дым, из которого работает вся электроника, выходит из одного источника напряжения.
Киган Лэддс

Ответы:


34

Сначала немного теории:

В общем, блок питания ПК не должен работать в режиме с резервированием (т.е. с выходами, связанными вместе).

На отраслевом языке эта функция называется OR-ing ( не O-ring). Если источник питания спроектирован с учетом ИЛИ, в схему будет добавлено несколько дополнений:

  1. Некоторые средства изоляции (диоды или полевые МОП-транзисторы)
  2. Некоторые средства поддержания регулирования при абсолютной нулевой нагрузке (откат)
  3. Некоторые средства балансировки нагрузки (принудительное или спадание)

Эти факторы позволяют вам соединять идентичные рельсы напряжения вместе, чтобы обеспечить ток нагрузки, превышающий то, что может сделать один источник питания, и позволяют шине оставаться в рабочем состоянии (если нагрузка может доставляться блоками N-1), если один блок отключается. Это также дает некоторую меру защиты, если вы случайно подключите более высокое напряжение к более низкому напряжению.

Кроме того, большинство источников питания ПК все связаны друг с другом. Обычно нет изолированного выхода (независимого возврата).

Теперь практические последствия ваших экспериментов:

  1. Соединение рельсов + 12 В и + 5 В вместе является «безопасным» только в том случае, если на + 5 В имеется какое-либо средство ИЛИ, которое может противостоять приложенному к нему +12. + 5 В не будет подавать ток на нагрузку, так как он будет заблокирован устройством ИЛИ.

Скорее всего, вы смещены в сторону + 5 В и подали 12 В на некоторые электролитические конденсаторы, которые, вероятно, рассчитаны только на 10 В.

  1. Последовательное подключение + 12 В и + 5 В является «безопасным», только если один из этих рельсов имеет возврат, независимый от другого. Если возвраты являются общими, все, что вы делаете, это закорачиваете шину, которая находится «снизу» (шину, у которой есть возврат, подключенный к верхней стороне).

Батареи! = Источники питания. Энергия, идущая в батарею, заряжает его. Энергия, поступающая на выход источника питания, обычно его курит.


1
Также не рекомендуется подключать случайные батареи параллельно (как показано в исходной ссылке на вопрос), потому что, если они уже не находятся под тем же напряжением и состоянием зарядки (полноты), одна может заряжать другую с неограниченным током. Пример батарей и лампочек предназначен для того, чтобы учить напряжению, току и сопротивлению, но батареи не являются идеальными источниками напряжения или тока. Аккумуляторы, подключенные параллельно без должного ухода, могут быть повреждены. Эксперимент лучше проводить с дешевыми одноразовыми батареями (чтобы снизить стоимость), если это вообще нужно сделать.
Мэтт Б.

26

Чтобы добавить то, что сказал Majenko, в конфигурации серии это не работает так, как вы ожидали. Это потому, что оба запаса имеют общую почву. Серии работали бы только для того, чтобы 17V были независимо плавающими, чего у них нет. Невозможно соединить два источника питания с общим заземлением последовательно.

Будь то серия или параллель, в любом случае это ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ПЛОХАЯ ИДЕЯ .

Соединение двух источников питания разных напряжений вместе:

Любые вопросы?


3
отличная иллюстрация, лол
Абдулла Кахраман

1
Должен любить Twisted Metal .
Джордж Дакетт

2
Это опять сумасшедший клоун ..
Оли Глейзер,

Тем не менее, два последовательных настенных адаптера будут работать - так как они изолированы через трансформатор. Правильно?
Vorac

13

Параллельно ваше общее напряжение будет + 12В.

НО

Ваше питание + 5 В будет перегружено на + 7 В.

Это плохо

Вы, вероятно, будете наносить ущерб внутренним частям вашего блока питания.

Особенно, если в секции + 5В используются конденсаторы с номиналом менее 12В ... поп


1
Будет ли общее напряжение на самом деле 12 В? Я полагал, что оба будут пытаться тянуть к своему соответствующему напряжению, приводя к некоторому напряжению в середине, пока у одного или другого или у обоих не будет фатальная проблема.
Kellenjb

@Kellenjb - Это было бы где-то посередине, как отмечено в моем ответе. Единственный способ, которым это может быть 12 В для обоих параллельно, это если источник 5 В имел бесконечное внутреннее сопротивление.
Оли Глейзер

1
Вероятно, это будет 12 В, поскольку преобразователь с обратной связью не способен рассеивать избыточное напряжение. (Вот почему нагрузочный резистор для начала)
W5VO

@ W5VO Спасибо за это ... Я не эксперт по таким большим блокам питания, как этот, и не был уверен, есть ли у них цепь обратной связи, которая пыталась снизить выходное напряжение или нет.
Kellenjb

@ Или, возможно, вы захотите узнать, что говорит W5VO, поскольку это может означать, что ваш ответ на самом деле неправильный.
Kellenjb

12

Если вы подключите 5 В и 12 В параллельно, напряжение будет где-то посередине в зависимости от внутреннего сопротивления каждого источника.
Если оба источника имеют одинаковое внутреннее сопротивление, то результирующее напряжение будет 8,5 В. Это относится, например, к батареям или аналогичным простым источникам напряжения.

Однако с двумя переключающими источниками, как отметил W5V0, результирующее напряжение, вероятно, будет выше из двух, так как нижняя шина не может потреблять ток (из-за диода) и будет эффективно смотреть высокое сопротивление на шине 12 В. Таким образом, все, что должно произойти (см. Ниже), - это то, что нижняя шина поднимется до потенциала верхней.

Неплохо соединить две разные питающие шины напрямую из-за проблем, которые могут быть вызваны источниками с низким импедансом, расположенными друг против друга, и схемы нижней шины могут не рассчитаны на подачу напряжения от верхней шины.
Однако в случае переключателей, вероятно, не будет никакого волшебного дыма из-за невозможности поглотить ток, упомянутый выше. Тем не менее, возможно, что диод нижних рельсов не будет так сильно склонен к обратному смещению, и любые конденсаторы не могут быть рассчитаны на более высокое напряжение (определенно возможность, учитывая чрезвычайно конкурентоспособную цену, к которой стремятся эти вещи - каждый цент имеет значение)
Если нужен источник напряжения средней точки, тогда для обеспечения источника с низким импедансом можно использовать какой-то регулятор.

Ссылка, которую вы предоставляете, предназначена для подключения батарей одинакового напряжения, которые можно рассматривать как совершенно разные источники. Направляющие в вашем блоке питания будут иметь общую землю (например, две батареи с их отрицательными клеммами, соединенными вместе). Если вы попытаетесь подключить их последовательно, это приведет к короткому замыканию одной из направляющих на землю, что не очень хорошо.

Не очень ясно, что вы пытаетесь сделать с выходами без схемы или какой-либо дополнительной информации о том, какие напряжения и систему управления (например, защиту, регулировку напряжения / тока и т. Д.) Вы хотите получить в итоге. Для минимальной нагрузки на каждую направляющую вам просто нужно использовать два отдельных резистора для заземления.


1
«Не очень понятно, что вы пытаетесь сделать с помощью схемы» ... Он пытается добавить нагрузку на блок питания, чтобы блок питания мог включиться, как он может быть более ясным, чем это?
Kellenjb

Я имел в виду то, что он хочет / планирует сделать с результатами точно. Например, хочет ли он + 5 В и + 12 В отдельно, или + 17 В, или что-то еще. Минимальная часть загрузки понятна, я отредактирую, чтобы уточнить. Я большой поклонник небольшой диаграммы / схемы даже для самых простых вещей, поскольку в таких ситуациях изображения обычно хорошо подкрепляют / передают информацию, особенно если родные языки людей, вовлеченных в вопросы / ответы, отличаются.
Оли Глейзер

Я знаю, что вы уточнили свое утверждение, но стоит упомянуть, что преобразователи режима переключения обычно не имеют способа понижения тока. Единственный способ, которым цепь 5В способствует чему-либо - это взрыв :)
W5VO

Да, я согласен с вами по поводу переключателей, я не думал о переключении преобразователей, когда писал это (глупо, я знаю, поскольку это поставка ПК, так что еще это будет ...) Я отредактирую свой ответ, чтобы упомянуть это.
Оли Глейзер

4

Отдельный нагрузочный резистор на каждое напряжение питания - единственный правильный способ получить нагрузку +5 и +12. Однако, в зависимости от питания, может быть достаточно загрузить только +5, поскольку +12 обычно резервируется для двигателей дисковода.


4

Я не знаю, как выглядит ваша электрическая скамейка, но в моей ситуации я мог довольно легко найти старый жесткий диск емкостью 4 ГБ и поставить его в качестве фиктивной нагрузки. Он может быть не таким портативным, как вы хотите, но в прошлом он служил мне фиктивной нагрузкой.


2

введите описание изображения здесь

Это принципиальная схема блока питания компьютера. Я добавил его, чтобы помочь вам в эксперименте:

1- Если вы подключите 12 В с 5 В параллельно, вы получите разницу, которая составляет 7 В

2- Вы не можете сделать 12 В и 5 В последовательно, потому что они не имеют одинаковую землю


0

Соединение двух источников питания одинакового напряжения вряд ли приведет к хорошему распределению тока. Соединение двух блоков питания разного напряжения - еще более ужасная идея. Либо источник низкого напряжения отключается (и бесполезен), либо он потребляет ток. Если он предназначен для поглощения тока, он уменьшит доступный ток от источника более высокого напряжения. Если он не предназначен для поглощения тока (и большинство не будет), может произойти любое количество плохих вещей.


0

Похоже, что вы готовы взять на себя высокий риск «перегрузки» вашего блока питания, просто чтобы сохранить резистор «предварительной нагрузки»! Да, вы должны использовать резистор предварительной нагрузки, как требуется, для каждой шины . Да, вы не можете сделать лучше, чем это.


-1

Прямой путь заключается в том, что (из анализа основных электрических схем Дэвида Ирвина) «последовательное подключение источников тока или параллельное подключение источников напряжения запрещено, если источники не указывают в одном направлении и имеют абсолютно одинаковые значения».


-5

Это не определено. Мы не можем соединить два источника напряжения параллельно, пока эти напряжения не будут одинаковыми. Точно так же мы не можем подключить источники тока последовательно, пока они не будут одинакового значения.


4
Вопрос OP не в теоретических идеальных источниках напряжения, а в «компьютерном источнике питания, который я собираю вместе как настольный источник питания».
Фотон
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.