Co stałoby się, gdyby połączyć równolegle dwa różne źródła napięcia stałego?

40

Mam zasilacz komputerowy, który hakuję razem jako zasilacz stołowy. Aby ten konkretny model mógł się włączyć, potrzebuję minimalnego obciążenia na + 5 V i + 12V.

„Łatwo” - pomyślałem - „Po prostu podłączę zarówno +5, jak i +12 do mojego opornika mocy!” I zadziałało, ale potem zacząłem myśleć, co to znaczy, że te dwa różne napięcia są połączone równolegle? Gdyby napięcia były takie same, zwiększałbym prąd . Ale co z różnymi napięciami?

A co jeśli połączę szeregowo +5 i +12, a następnie obciążę to? Napięcie równoważne wynosi + 17 V. jaka byłaby różnica między tym a równoległym?

A może robię to w niewłaściwy sposób; czy powinienem umieścić osobny rezystor na każdej szynie? Wygląda na to, że mogę to zrobić lepiej.

zgrzyt
źródło
1
Bardzo interesujące i nieco niebezpieczne pytanie. Dobrze, że zasilacze komputerowe są zabezpieczone przed przetężeniem i nadmierną temperaturą, więc tolerują sporo błędów.
Vorac
2
Mój wykładowca elektroniki powiedział nam, że po podłączeniu równolegle dwóch różnych źródeł napięcia spowoduje, że magiczny dym, z którego cała elektronika działa, wydostaje się z jednego źródła napięcia.
Keagan Ladds

Odpowiedzi:

34

Najpierw trochę teorii:

Ogólnie rzecz biorąc, nie oczekuje się, że zasilacz komputera będzie działał w trybie redundantnym (tj. Z połączonymi wyjściami).

W mowie przemysłowej ta funkcja nazywa się OR-ing ( nie O-ring). Jeśli zasilacz jest zaprojektowany z myślą o OR, istnieje kilka dodatków do zespołu obwodów:

  1. Niektóre sposoby izolacji (diody lub MOSFET)
  2. Niektóre sposoby utrzymania regulacji przy absolutnym zerowym obciążeniu (zapobieganie cofaniu się)
  3. Niektóre sposoby równoważenia obciążenia (wymuszone lub opadające)

Czynniki te pozwalają łączyć ze sobą identyczne szyny napięciowe, aby zapewnić prąd obciążenia przekraczający możliwości pojedynczego zasilania, i pozwalają szynie pozostać w górze (jeśli obciążenie może być dostarczone przez jednostki N-1), jeśli jedna jednostka spadnie. Zapewnia również pewną ochronę, jeśli przypadkowo podłączysz wyższe napięcie do niższego napięcia.

Ponadto większość zwrotów zasilania z komputera jest ze sobą związana. Zwykle nie jest dostępne izolowane wyjście (niezależny powrót).

Praktyczne konsekwencje twoich eksperymentów:

  1. Łączenie szyn + 12V i +5 V razem jest „bezpieczne” tylko wtedy, gdy istnieją pewne sposoby OR na + 5 V, które mogą wytrzymać zastosowane do niego +12. + 5 V nie będzie dostarczać żadnego prądu do obciążenia, ponieważ zostanie zablokowany przez urządzenie OR-ing.

Najprawdopodobniej uprzedziłeś napięcie + 5 V i umieściłeś 12 V na niektórych kondensatorach elektrolitycznych, które prawdopodobnie mają napięcie tylko 10 V.

  1. Podłączenie szeregowo + 12V i + 5V jest „bezpieczne” tylko wtedy, gdy jedna z tych szyn ma powrót niezależny od drugiego. Jeśli zwroty są powszechne, wszystko, co robisz, to zwieranie szyny znajdującej się na „dole” (szyna, która ma powrót podłączony do górnej strony).

Baterie! = Zasilacze. Energia wchodząca w akumulator ładuje go. Energia wchodząca na wyjście zasilacza zwykle go pali.

Adam Lawrence
źródło
1
Nie jest również dobre podłączanie losowych baterii równolegle (jak pokazano w oryginalnym łączu do pytania), ponieważ jeśli nie są one już pod tym samym napięciem i stanem naładowania (pełnością), można ładować drugą baterię nieograniczonym prądem. Przykład baterii i żarówek wydaje się uczyć o napięciu, prądzie i rezystancji, ale baterie nie są idealnymi źródłami napięcia lub prądu. Akumulatory połączone równolegle bez należytej staranności mogą ulec zniszczeniu. Eksperyment lepiej wykonać przy użyciu tanich baterii jednorazowych (aby obniżyć koszty), jeśli w ogóle trzeba to zrobić.
Matt B.
26

Aby dodać do tego, co powiedziała Majenko, w konfiguracji serii nie działa to tak, jak się spodziewałeś. Jest tak, ponieważ obie dostawy mają wspólną płaszczyznę. Serie działałyby tylko tak, aby 17V było niezależne od pływających, a tak nie jest. Nie można połączyć dwóch zasilaczy ze wspólną masą szeregowo.

Niezależnie od tego, czy jest to seria, czy równolegle, tak czy inaczej jest NAPRAWDĘ ZŁY POMYSŁ .

Łączenie ze sobą dwóch zasilaczy o różnych napięciach:

Jakieś pytania?

Olin Lathrop
źródło
3
świetna ilustracja, lol
abdullah kahraman,
1
Uwielbiam Twisted Metal .
George Duckett,
2
To znowu ten szalony klaun.
Oli Glaser,
Jednak dwa adaptery ścienne w szeregu działałyby - ponieważ są izolowane przez transformator. Dobrze?
Vorac
13

Równolegle całkowite napięcie wyniesie + 12V.

ALE

Twoje napięcie + 5 V będzie nadmiernie zasilane o + 7 V.

To jest złe

Prawdopodobnie wyrządzisz szkody w wewnętrznych elementach twojego zasilacza.

Zwłaszcza jeśli sekcja + 5 V wykorzystuje kondensatory o napięciu znamionowym mniejszym niż 12V ... pop

Majenko
źródło
1
Czy całkowite napięcie rzeczywiście wynosiłoby 12 V? Uznałem, że oba będą próbowały podciągnąć się do odpowiedniego napięcia, powodując pewne napięcie w środku, dopóki jedno lub drugie lub oba nie będą miały poważnego problemu.
Kellenjb,
@Kellenjb - Byłoby to gdzieś pomiędzy, jak zauważono w mojej odpowiedzi. Jedynym sposobem, w którym mogłoby to być 12 V dla obu równolegle, jest to, że źródło 5 V ma nieskończony wewnętrzny opór.
Oli Glaser,
1
Prawdopodobnie będzie to 12V, ponieważ konwerter flyback nie ma możliwości rozproszenia nadmiernego napięcia. (Dlatego właśnie na początek jest rezystor obciążenia)
W5VO
@ W5VO Dzięki za to ... Nie jestem ekspertem od takich dużych zasilaczy i nie byłem pewien, czy mają one sprzężenie zwrotne, które próbowało obniżyć napięcie wyjściowe, czy nie.
Kellenjb,
@Oli, możesz chcieć zobaczyć, co W5VO ma do powiedzenia, ponieważ może to oznaczać, że twoja odpowiedź jest błędna.
Kellenjb,
12

Jeśli ustawisz równolegle 5 V i 12 V, napięcie będzie pomiędzy, w zależności od wewnętrznej rezystancji każdego źródła.
Jeżeli oba źródła mają jednakową rezystancję wewnętrzną, to napięcie wynikowe wyniesie 8,5 V. Dotyczy to np. Baterii lub podobnego prostego źródła napięcia.

Jednak przy dwóch zasilaczach przełączających, jak zauważył W5V0, wynikowe napięcie będzie prawdopodobnie wyższe z dwóch, ponieważ dolna szyna nie może pochłaniać prądu (z powodu diody) i będzie skutecznie wyglądać na wysoką impedancję na szynę 12 V. Tak więc wszystko, co powinno się zdarzyć (patrz poniżej), to dolna szyna wzrośnie do potencjału wyższej szyny.

Nie jest dobrym pomysłem podłączenie dwóch różnych szyn zasilających bezpośrednio ze względu na problemy, które mogą być spowodowane przez przeciwstawne sobie źródła o niskiej impedancji, a obwód dolnej szyny może nie wytrzymać napięcia z górnej szyny.
Jednak w przypadku przełączników prawdopodobne jest, że nie pojawi się magiczny dym z powodu niemożności pochłonięcia prądu wspomnianego powyżej. Jednak możliwe jest, że dioda dolnych szyn nie będzie tak bardzo spolaryzowana w odwrotnym kierunku i żaden kondensator może nie zostać oceniony na wyższe napięcie (zdecydowanie jest to możliwe, biorąc pod uwagę niezwykle konkurencyjną cenę, do której dążą te rzeczy - każdy cent robi różnicę)
Jeśli potrzebne jest źródło napięcia w punkcie środkowym, a następnie można zastosować pewnego rodzaju regulator w celu zapewnienia źródła o niskiej impedancji.

Podane łącze służy do podłączenia akumulatorów o tym samym napięciu, które można uznać za całkowicie oddzielne źródła. Szyny w twoim zasilaczu będą miały wspólną masę (jak dwie baterie z ich ujemnymi zaciskami połączonymi razem). Jeśli spróbujesz połączyć je szeregowo, skutecznie zwiąże jedną z szyn z ziemią, co nie jest dobre.

Nie jest zbyt jasne, co próbujesz zrobić z wyjściami bez schematu lub więcej informacji na temat tego, jakie napięcia i układ sterowania (np. Ochrona, regulacja napięcia / prądu itp.) Chcesz zakończyć. Aby uzyskać minimalne obciążenie każdej szyny, wystarczy użyć dwóch oddzielnych rezystorów do uziemienia.

Oli Glaser
źródło
1
„Nie jest zbyt jasne, co próbujesz zrobić bez schematu” ... Próbuje dodać obciążenie do zasilacza, aby zasilacz mógł się włączyć, jak może być bardziej jasny?
Kellenjb,
Miałem na myśli to, czego dokładnie chce / planuje zrobić z wynikami. Na przykład, czy chce osobno + 5 V i + 12 V, + 17 V lub coś innego. Minimalna część obciążenia jest jasna, zmienię ją, aby wyjaśnić. Jestem wielkim fanem małego schematu / schematu nawet dla najprostszych rzeczy, ponieważ zdjęcia ogólnie wzmacniają / przekazują informacje w takich sytuacjach, szczególnie jeśli języki ojczyste osób biorących udział w pytaniu / odpowiadaniu są różne.
Oli Glaser,
Wiem, że kwalifikowałeś swoje oświadczenie, ale warto wspomnieć, że konwertery trybu przełączania zwykle nie mają sposobu na obniżenie prądu. Jedynym sposobem, w jaki obwód 5 V wnosi coś, jest eksplozja :)
W5VO
Tak, zgadzam się z tobą w sprawie przełączników, nie myślałem o przełączaniu konwerterów, kiedy to napisałem (głupie, wiem, ponieważ jest to zasilacz do komputera, więc co jeszcze by to było ...) Zredaguję moją odpowiedź, aby wspomnieć to.
Oli Glaser,
4

Oddzielny rezystor obciążenia dla każdego napięcia zasilania jest jedynym prawidłowym sposobem na obciążenie zarówno +5, jak i +12. Jednak w zależności od zasilania może wystarczyć załadowanie tylko +5, ponieważ +12 jest zwykle zarezerwowane dla silników dysków.

JustJeff
źródło
4

Nie wiem, jak wygląda Twoja ławka elektryczna, ale w mojej sytuacji mogłem dość łatwo znaleźć stary dysk twardy 4 GB i założyć go jako obojętny ładunek. Może nie jest tak przenośny, jak chcesz, ale w przeszłości służył mi do manekina.

Bryan Boettcher
źródło
2

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Oto schemat obwodu zasilacza komputerowego. Dodałem go, aby pomóc w przeprowadzeniu eksperymentu:

1- Jeśli podłączysz równolegle 12 V z 5 V, otrzymasz różnicę, która wynosi 7 V

2- Nie można wykonać serii 12v i 5v szeregowo, ponieważ nie mają one tego samego uziemienia

m salim
źródło
0

Złożenie dwóch zasilaczy o jednakowym napięciu prawdopodobnie nie spowoduje dobrego rozdziału prądu. Połączenie dwóch zasilaczy o różnym napięciu to jeszcze bardziej przerażający pomysł. Albo zamykają zasilające napięcie niższe off (i jest bezużyteczny) albo pogrąża prąd. Jeśli jest przeznaczony do pochłaniania prądu, zmniejszy dostępny prąd z zasilacza o wyższym napięciu. Jeśli nie jest przeznaczony do pochłaniania prądu (a większość tego nie zrobi), może się zdarzyć wiele złych rzeczy.

David
źródło
0

Wygląda na to, że jesteś gotów podjąć wysokie ryzyko „przedmuchania” swojego zasilacza, aby zaoszczędzić rezystor „wstępnego obciążenia”! Tak, należy użyć rezystora obciążenia wstępnego, zgodnie z wymaganiami, dla każdej szyny . Tak, nie możesz zrobić nic lepszego .

Guill
źródło
-1

Prostym sposobem jest to, że (z podstawowej analizy obwodów elektrotechnicznych Davida Irwina) „szeregowe połączenie źródeł prądu lub równoległe połączenie źródeł napięcia jest zabronione, chyba że źródła są skierowane w tym samym kierunku i mają dokładnie takie same wartości”.

Mbilal
źródło
-5

To jest niezdefiniowane. Nie możemy połączyć dwóch źródeł napięcia równolegle, dopóki napięcia te nie będą takie same. Podobnie nie możemy łączyć źródeł prądu szeregowo, dopóki nie będą miały tej samej wartości.

Indira Samanta
źródło
4
Pytanie OP nie dotyczy teoretycznych idealnych źródeł napięcia, chodzi o „zasilacz komputera, który hakuję razem jako źródło zasilania”.
Photon