Импульсный блок питания не держит нагрузку

Обновлено: 04.07.2024

Импульсные источники питания (SMPS) теперь являются стандартом для большинства наших бытовых приборов. Старомодные линейные источники питания на основе трансформаторов сетевой частоты исчезают, в основном из-за их стоимости, больших габаритов и веса. Мы имеем в виду источники питания от сети (скажем, 120 В или 230 В переменного тока) мощностью от нескольких ватт до нескольких сотен ватт.

Импульсные блоки питания есть везде; вот несколько фотографий их кишок. Для SMPS типичны большие мощные компоненты и небольшие радиаторы.

Эти устройства невероятно надежны, но, будучи очень часто постоянно включенными (даже когда их нагрузка отключена), они все равно остаются слабым звеном. На компоненты подается высокое напряжение, они нагреваются, быстро изнашиваются из-за постоянной работы, а при перенапряжении в первую очередь затрагивается ИИП. Многие проблемы с нашей бытовой техникой связаны с неисправностями SMPS.

К сожалению, SMPS довольно сложно ремонтировать, и ко мне часто обращаются за советом. Итак, я обобщил на этой странице основные идеи и приемы, которые использую чаще всего.

Здесь, я полагаю, у вас есть идеально спроектированная схема, которая раньше работала идеально и внезапно вышла из строя. Если вы пытаетесь отладить свой собственный дизайн, некоторые из этих приемов по-прежнему применимы, но вам, вероятно, понадобится нечто большее, чем просто эта статья.

Структура SMPS

Во-первых, давайте взглянем на общую блок-схему SMPS. Сетевое питание поступает в цепи через сетевой фильтр, выпрямляется и сглаживается для получения высокого постоянного напряжения (несколько сотен вольт). Некоторые выпрямители имеют переключатель, который делает их удвоителями напряжения при работе с сетью 120 В переменного тока или просто выпрямителем при работе с 230 В. Некоторые другие предназначены для работы, скажем, от 100 до 240 В переменного тока без переключателей, а регулятор делает все остальное. . Это высокое постоянное напряжение переключается одним или несколькими транзисторами (или МОП-транзисторами) для управления первичной обмоткой ферритового трансформатора. На вторичной стороне напряжение выпрямляется и фильтруется. Переключающие транзисторы управляются схемой управления, которая измеряет выходное напряжение (и входной ток) и соответствующим образом регулирует их. Эта схема управления очень часто находится на первичной обмотке и питается от дополнительной обмотки трансформатора. Образец выходного напряжения возвращается через оптопару. В некоторых случаях схема управления расположена на вторичной стороне и управляет транзистором (транзисторами) через небольшой дополнительный трансформатор. Во всех конфигурациях есть дополнительная схема, позволяющая запускать контроллер при включении питания.

Всегда существует очень четкое разделение между сторонами высокого и низкого напряжения (первичная и вторичная стороны). Вы можете наблюдать это на нижней (медной) стороне печатной платы как большее расстояние между дорожками. Иногда в этой области удаляется лак паяльной маски или имеются отверстия и прорези для увеличения изоляции. На изображениях на этой странице это разделение часто отмечено красной пунктирной линией.

В этом SMPS используются компоненты классического типа (сквозные отверстия). Сторона высокого напряжения находится слева от красной пунктирной линии.

В этом SMPS используются современные компоненты для поверхностного монтажа (SMD). Здесь контроллер выполнен по технологии SMD и установлен на нижней стороне. Большой диод SMD представляет собой выпрямитель низкого напряжения. Сторона высокого напряжения находится над пунктирной красной линией.

Первичная и вторичная обмотки полностью изолированы трансформатором по постоянному току. Очень часто, если земля выхода не соединена с землей сети, небольшой высоковольтный конденсатор соединяет эти две земли на высокой частоте.

Нет выхода, хороший предохранитель

SMPS может выйти из строя по разным причинам, наиболее распространенным из которых является полное отсутствие выходной мощности. В этом случае я начинаю с проверки входного предохранителя. Если предохранитель исправен, но выхода нет, вероятно, все полупроводники в порядке, и это можно легко исправить. Имейте в виду, что обычно полупроводники замыкаются, а резисторы (а часто и конденсаторы) размыкаются.

Хорошим кандидатом является ограничитель пускового тока (NTC). Затем я проверяю резисторы большой мощности, особенно на первичной стороне: я измеряю их сопротивление один за другим в цепи. Если значение не соответствует тому, что написано (или обозначено цветом) на компоненте, я отпаиваю одну клемму и измеряю снова: если значение неверное, я заменяю ее новой.

В первую очередь нужно проверить резисторы, включенные последовательно с силовыми транзисторами, обычно менее одного Ома. Иногда регулятор питается от резистора большой мощности, последовательно соединенного с стабилитроном: если резистор исправен, возможно, стабилитрон закорочен, поэтому я проверяю все диодные переходы с помощью диодной функции мультиметра (в большинстве случаев вы можете сделать это в схеме). Затем я проверяю конденсаторы (см. ниже). Неисправные регуляторы IC могут случиться, но это не очень часто.

Нет выхода, перегорел предохранитель

С другой стороны, если предохранитель перегорел, значит, что-то действительно пошло не так в цепи. Пока не заменяйте предохранитель, он просто снова перегорит: где-то есть короткое замыкание, которое вы должны сначала устранить.Типичными проблемами являются вздутие силовых транзисторов или диодов выпрямителя, особенно на первичной стороне. Просто используйте диодную функцию мультиметра и проверьте соединения: короткие замыкания легко обнаружить. Одновременно могут выйти из строя несколько компонентов, и если вы не замените их все, они могут снова перегореть, поэтому будьте осторожны. Затем я также проверяю неисправные резисторы, как указано выше, и неисправные конденсаторы (см. ниже).

Если силовой транзистор (или один из них) вышел из строя, есть вероятность, что многие другие компоненты тоже вышли из строя. Часто SMPS включают компоненты защиты, такие как дополнительный резистор или диоды Зенера, чтобы уменьшить ущерб в случае отказа, но не всегда. Прежде чем идти далеко в замене, убедитесь, что вы проверили все детали. Например, проверьте, работает ли еще микросхема контроллера. Неплохой идеей будет включить его в автономном режиме с помощью небольшого внешнего источника постоянного тока и проверить наличие импульсов на базе транзистора (или затворе). Но некоторые микросхемы не будут работать, если нет высокого напряжения для переключения: сначала проверьте техническое описание. Если слишком много компонентов вышли из строя, вероятно, проще заменить весь SMPS.

При замене полупроводников я сначала стараюсь использовать точно такую же деталь. Если он недоступен (или слишком дорог), я ищу альтернативы. Разумеется, новый полупроводник должен иметь как минимум такие же характеристики по напряжению, току и мощности или даже лучше. Для диодов также проверьте время переключения: вам нужен диод, который по крайней мере такой же быстрый, как старый, или быстрее. Для транзистора проверьте коэффициент усиления и частоту среза: вам нужен аналогичный коэффициент усиления (не слишком низкий и не слишком высокий) и частота среза как минимум в десять раз выше частоты переключения. Для полевых МОП-транзисторов проверьте емкость затвора, которая не должна превышать емкость старого компонента, и пороговое напряжение затвора, которое должно быть таким же, как у старого устройства.

После замены неисправных компонентов рекомендуется использовать трюк с лампочкой (см. ниже) для самого первого теста при включении: это ограничит ущерб, если проблема не будет устранена полностью.

SMPS частично работает

Иногда SMPS работает только частично: он может запускаться на долю секунды, а затем выключаться, или он может пульсировать, пытаясь запуститься каждые несколько секунд и выключаясь через долю секунды, или он может производить неправильное выходное напряжение. Здесь, наверное, все силовые полупроводники хороши, поэтому первым делом нужно проверить конденсаторы (см. ниже).

Возможно, что-то не так с цепью обратной связи: хороший прием — подать внешнее регулируемое постоянное напряжение на выход SMPS (SMPS не подключен к сети). При постепенном увеличении напряжения постоянного тока вы должны увидеть, как работает схема обратной связи, когда вы пересекаете пороговое значение, близкое к номинальному выходному напряжению. Поскольку при выполнении этого теста не используются опасные напряжения, вы можете легко использовать осциллограф для диагностики цепи обратной связи. Вам также может понадобиться подать на микросхему контроллера (на первичной стороне) тот же источник низкого напряжения, чтобы увидеть, что происходит на другой стороне оптопары.

Посмотрите фильм, показывающий этот трюк на исправном SMPS: lightbulb-trick-video.mp4 (3 215 292 байт, 4 с, H264, 854 x 480, 24 кадра в секунду).

В приведенном выше видео, чтобы заставить лампочку светиться с помощью этого маломощного SMPS, использовалась лампочка мощностью 15 Вт, поскольку лампочка мощностью 100 Вт вообще не светилась. Лампа изначально выключена; вспышка происходит из-за пускового тока при включении ИИП (зарядка высоковольтного конденсатора фильтра), затем яркость падает, показывая малый ток. Конечно, если вы нагрузите выход, лампочка будет светиться ярче.

Заключение

Было объяснено несколько идей по устранению неисправностей SMPS, но не в качестве исчерпывающего руководства по устранению неполадок, а скорее как набор приемов, которые могут оказаться полезными. Я попытался обобщить то, как я обычно поступаю, и поделиться своим опытом; у других людей вполне может быть другой подход. Поскольку SMPS может выйти из строя по разным причинам, вы все еще можете не найти на этой странице нужной подсказки, но я искренне надеюсь, что вы найдете здесь полезную информацию и что ваш SMPS скоро вернется в строй.

В некоторых приложениях использование одного источника питания может быть недостаточным для обеспечения питания, необходимого нагрузке. Причины использования нескольких источников питания могут включать резервирование для повышения надежности или увеличения выходной мощности. При обеспечении комбинированного питания необходимо позаботиться о том, чтобы обеспечить сбалансированное питание всех источников.

Источники питания подключены для резервирования

Резервные источники питания — это топология, в которой выходы нескольких источников питания соединяются для повышения надежности системы, но не для увеличения выходной мощности. Конфигурации с резервированием обычно предназначены для получения выходного тока только от основных источников питания и для получения тока от резервных источников питания в случае отказа одного из основных источников питания.Поскольку потребляемый ток нагрузки создает нагрузку на компоненты источника питания, высокая надежность системы достигается, когда ток не потребляется от резервных источников до тех пор, пока не возникнет проблема с одним из основных источников.

Источники питания A и B аналогичны; Vout и максимальный Iout одинаковы
Напряжение нагрузки равно напряжению питания.
Максимальный ток нагрузки равен максимальному выходному току одного источника питания.
Электронный переключатель подключает один из выходов питания к нагрузке.

Источники питания с параллельными выходами

Общая топология, используемая для увеличения выходной мощности, заключается в параллельном подключении выходов двух или более источников питания. В этой конфигурации каждый источник питания обеспечивает требуемое напряжение нагрузки, а параллельное подключение источников увеличивает доступный ток нагрузки и, следовательно, доступную мощность нагрузки.

Эту топологию можно успешно внедрить, но есть много соображений, обеспечивающих эффективность конфигурации. Для параллельных конфигураций предпочтительнее источники питания с внутренними цепями, так как внутренние цепи повышают эффективность распределения тока. Если источники питания, используемые в приложении для разделения тока, не имеют внутренних цепей разделения, необходимо использовать внешние методы, которые могут быть менее эффективными.

Главная проблема заключается в том, насколько равномерно распределяется ток нагрузки между источниками питания. Распределение тока нагрузки зависит как от конструкции источников питания, так и от конструкции внешней цепи и проводников, используемых для параллельного соединения выходов источников питания. Почти всегда при параллельном подключении используются идентичные источники питания из-за проблем с эффективной настройкой источников питания. Однако возможно параллельное подключение источников питания с соответствующими выходными напряжениями и несовпадающими максимальными выходными токами.

Более подробное обсуждение параллельного подключения блоков питания можно найти в нашем техническом документе «Распределение тока с блоками питания».

Источники питания A и B должны иметь одинаковое значение Vout; Максимальный Iout может быть разным
Напряжение нагрузки равно напряжению питания.
Максимальный ток нагрузки равен сумме максимального выходного тока обоих источников питания.
Схемы контроля тока уравновешивают ток нагрузки между источниками питания.

Источники питания с последовательно соединенными выходами

Еще один способ получить большую мощность, подаваемую на нагрузку, — подключить выходы нескольких источников питания последовательно, а не параллельно. Некоторые из преимуществ использования последовательной топологии включают в себя: почти идеальное использование мощности, подаваемой между источниками, отсутствие необходимости в настройке или совместном использовании цепей, а также устойчивость к большому разнообразию приложений. Как упоминалось ранее, при параллельном соединении выходов источников питания каждый источник обеспечивает требуемое напряжение, а ток нагрузки распределяется между источниками. Для сравнения, когда выходы источников питания соединены последовательно, каждый источник обеспечивает требуемый ток нагрузки, а выходное напряжение, подаваемое на нагрузку, будет представлять собой комбинацию источников питания, соединенных последовательно.

Следует отметить, что когда блоки питания настроены с выходами, соединенными последовательно, источники питания не должны иметь одинаковые выходные характеристики. Ток нагрузки будет ограничен наименьшим допустимым током нагрузки любого из источников питания в конфигурации, а напряжение нагрузки будет суммой выходных напряжений всех источников питания в цепочке.

Есть несколько ограничений, накладываемых на блоки питания, когда они используются в конфигурации с последовательным выходом. Одно из ограничений заключается в том, что выход источников питания должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать смещение напряжения из-за последовательной конфигурации. Это напряжение смещения обычно не представляет проблемы, но выходные напряжения источников питания с заземлением не могут суммироваться с выходами других источников. Второе ограничение заключается в том, что на выход источника питания может быть подано обратное напряжение, если выход не активен, когда остальные выходы в цепочке активны. Проблема обратного напряжения может быть легко решена путем размещения диода с обратным смещением на выходе каждого источника питания. Номинальное напряжение пробоя диода должно быть больше выходного напряжения отдельного источника, а номинальный ток диода должен быть больше максимального выходного тока любого источника питания в последовательной цепи.

Источники питания A и B могут иметь разные максимальные значения Vout и Iout
Напряжение нагрузки равно сумме выходных напряжений источника питания.
Максимальный ток нагрузки равен меньшему из значений максимального выходного тока любого источника.
Диоды обратного смещения защищают выходы источников питания.

Обзор

Источники питания подключены параллельно:

Плохое использование мощности из-за допусков управления распределением тока между источниками.
Для управления распределением тока между источниками требуется специальная схема.
Чувствителен к дизайну и конструкции проводников, соединяющих источники питания параллельно
Наиболее простая конструкция с аналогичными источниками питания.

Источники питания соединены последовательно:

Эффективное использование энергии ограничено только точностью выходного напряжения каждого источника.
Не требуется никаких цепей для управления распределением напряжения или тока между источниками питания.
Не зависит от конструкции или конструкции проводников, соединяющих источники питания последовательно
Легко конструируется с любой комбинацией блоков питания.

Хотя общий метод, используемый для увеличения мощности нагрузки, подаваемой от источников питания, заключается в параллельном соединении выходов, другим решением может быть последовательное соединение выходов нескольких источников питания. У поставщиков блоков питания, таких как CUI, есть технический персонал, который может помочь настроить приемлемое решение для этих и других проблем с приложениями питания.

< /p>

Когда ПК внезапно выходит из строя без видимой причины, сначала проверьте блок питания ПК, чтобы сэкономить много времени на устранение неполадок в системе. Неисправный блок питания ПК скрывает многие периодически возникающие проблемы с компьютером. Вот почему опытные специалисты по ПК часто в первую очередь обращают внимание на блок питания при диагностике аппаратных проблем ПК.

Системные сбои во время загрузки.
ПК вообще не включается
Самопроизвольные перезапуски или блокировки при попытке использовать компьютер
Корпусные вентиляторы и жесткие диски не вращаются
Система перегревается из-за неисправности радиатора и вентилятора.
Ошибки, связанные с системной памятью
Повторяющийся синий экран смерти (BSOD)

Если ПК вообще не включается

Как и в любой ситуации устранения неполадок, отключите от ПК все периферийные устройства, кроме необходимых. Обычно это означает, что у вас остаются только подключенные мышь, клавиатура и монитор.

Многие источники питания имеют внешний переключатель, расположенный на задней панели устройства. Убедитесь, что он не был случайно выключен. Вставьте кабель питания блока питания в настенную розетку или сетевой фильтр и включите компьютер. Большинство моделей блоков питания имеют индикатор на задней панели устройства, который светится при включении питания. Если он не горит, попробуйте использовать другой кабель питания и другую розетку, чтобы устранить эти элементы как источник проблемы.

Обычно вы можете наблюдать несколько вещей, которые указывают на правильную работу блока питания.

Прислушивайтесь к корпусным вентиляторам и механическим жестким дискам. Вы должны услышать, как эти устройства вращаются.
Проверьте подключение каждого кабеля блока питания к аппаратному компоненту компьютера.
Поищите внутри корпуса индикатор материнской платы. Обычно мигающие индикаторы на материнской плате указывают на неисправность или неправильное подключение блока питания.

Кроме того, цвет индикатора на материнской плате может указывать на другие неисправные компоненты. Индикаторы и звуковые коды BIOS различаются в зависимости от производителя. Эту информацию можно найти в руководстве по материнской плате.

Использование скрепки для проверки блока питания

Проверка с помощью скрепки, также называемая проверкой перемычки, позволяет проверить работоспособность блока питания, когда он отсоединен от компонентов внутри ПК. Этот тест выявит некоторые распространенные проблемы:

Короткое замыкание внутри блока питания
Неудачные компоненты
Подключение к электросети

Сначала вам необходимо перевести выключатель питания на задней панели блока питания в положение «Выкл.». (O должен быть «вниз»)

Найдите разъем 20+4P (24-контактный). Согните скрепку и вставьте один конец в зеленый контакт (PS_ON), а другой — в любой из черных контактов (заземление).

Переключите переключатель на задней панели блока питания и прислушайтесь к внутреннему вентилятору. Если вы слышите шум вентилятора, значит, питание включено.

Проверка канцелярской скрепкой — это грубый, но эффективный способ убедиться, что ваш блок питания нуждается в замене. Больше он вам ничего не скажет. Если ваш блок питания прошел тест на скрепку, вам все равно может потребоваться выявить сопутствующие проблемы:

Колебания напряжения
Перегрев
Отказ шины питания

Стоит ли доставать мультиметр?

Чтобы выполнить более детальное тестирование блока питания, вам потребуется использовать или купить мультиметр. Мультиметр — это прибор, который измеряет электрический ток, в основном напряжение (вольты), ток (амперы) и сопротивление (омы).Если вы специалист по электронике, возможно, он у вас уже есть, и вы определенно знакомы с этим инструментом.

Если вы работаете в качестве внутреннего ИТ-специалиста, вероятно, не стоит тратить слишком много времени на тестирование и ремонт блоков питания. Стоимость нового блока питания относительно низка и не оправдывает большого количества человеко-часов, посвященных сложной диагностике. Для отделов, которые управляют несколькими ПК, обычной практикой является наличие запасного блока питания или двух для «замены» тестирования, чтобы определить, когда блок питания является основной причиной повторяющихся проблем с компьютером.

Если на ваши компьютеры распространяется гарантия, и вы подозреваете, что в этом может быть виноват блок питания, тогда вы можете воспользоваться поддержкой производителя и гарантией на приобретенные вами настольные компьютеры. Если вы покупаете компьютеры для бизнеса в виде готовых систем, производитель лучше использует ресурсы компании для устранения неисправных блоков питания компьютера и других компонентов, пока ваша команда будет работать на только что замененном ПК.

Для приложений, подключенных к источнику переменного тока, в большинстве случаев достаточно одного блока питания. Однако иногда устанавливаются дополнительные ограничения для удовлетворения более высоких потребностей в мощности, надежности системы или даже механических ограничений. В следующей статье мы попытаемся объяснить типичные сценарии подключения более одного источника питания в одной системе и причины этого.

Избыточность

Подключение двух или более источников питания для обеспечения резервирования важно в критически важных приложениях, когда отказ источника питания недопустим. Схема распределения тока или схема распределения нагрузки — это возможность равномерного управления выходным током по всем активным источникам питания, что значительно снижает нагрузку на каждый источник питания и позволяет им работать с меньшим нагревом, что приводит к повышению надежности активных источников питания.< /p>

Резервное совместное использование — это внутреннее или внешнее управление источниками питания путем одновременного включения только нужного количества источников питания. В случае сбоя питания схема управления автоматически переключится на другой резервный источник питания для непрерывной подачи питания. Конфигурация с активным резервированием позволяет не нагружать некоторые из параллельно подключенных источников питания и, таким образом, не нагружать критически важные компоненты. Такой системный подход продлевает срок службы запасных блоков питания.

Обычный выбор источников питания для резервирования требует выбора источников питания одного и того же типа, подключенных параллельно, чтобы обеспечить идентичную работу независимо от того, какой блок будет подключен к нагрузке.

Несмотря на то, что может быть более одного способа распределения нагрузки с параллельными источниками питания, наиболее рекомендуемым является метод подключения звездой. На приведенных ниже рисунках показаны три типичные схемы подключения звездой, которые обеспечивают варианты для любого желаемого уровня резервирования:

Этот метод выше на рис. 1 демонстрирует базовую схему соединения звездой, которая обеспечивает базовый уровень резервирования без включения дополнительных компонентов, которые не являются строго необходимыми для функции распределения нагрузки.

Однако для многих систем, критически важных для безопасности, требуется надежность, которая развивает расширенное резервирование, требующее дополнительных компонентов для этой схемы подключения с распределением нагрузки, как показано на рис. 2.

Несмотря на то, что ИЛИ-диоды являются успешным и избыточным методом из-за своей простоты, ими можно пренебречь из-за их влияния на потери мощности. Этот уровень резервирования по-прежнему достижим без влияния таких потерь мощности, как показано на рисунке 3. Эта сложная схема состоит из того же базового метода соединения звездой ИЛИ, однако она значительно более эффективна. Он демонстрирует введение соответствующей системы ИЛИ с использованием полевых МОП-транзисторов, управляемых совместимым контроллером интегральной схемы.

Высший ток (параллельная работа)

Существуют конструкции с параллельными конфигурациями источников питания для нагрузок с более высоким током. Причинами параллельного подключения нескольких источников питания вместо использования блоков большей мощности могут быть, например, модульные конфигурации или разнообразие приложений в конструкторском бюро с расширенным диапазоном мощности, механические ограничения или даже отсутствие продуктов на рынке. с желаемой спецификацией. Распространенным примером модульных приложений является то, что разработчик системы добавляет все больше и больше источников питания параллельно по мере добавления строительных блоков системы. В самых разных сценариях команда по закупкам может предпочесть иметь один блок питания в своей спецификации в простых проектах и параллельно сложенные блоки питания одного типа в более мощных.

Требования к выбору источников питания при параллельной работе аналогичны требованиям для резервирования, но функция управления отличается.Очевидно, что в этом типе приложений одного блока недостаточно для обеспечения желаемых потребностей в мощности, поэтому ожидается, что два или более источника питания, подключенных параллельно, всегда будут загружены. Ответственность за схему управления здесь смещается на балансировку распределения нагрузки между подключенными источниками питания в равной степени, насколько это возможно.

В некоторых приложениях, где допустимо падение выходного напряжения, можно использовать метод распределения падения напряжения. Основное понимание такой конфигурации - это когда блоки питания предназначены для уменьшения выходного напряжения при увеличении тока нагрузки. Это позволяет двум или более источникам питания «встречаться» с повышенным током нагрузки при одном и том же уровне напряжения и обеспечивать питание параллельно, как показано на рис. 6. Источники питания V1 и V2 идентичны, но из-за производственных допусков часто немного отличаются по выходной мощности. Напряжение. V1 имеет более высокое выходное напряжение и первым будет поддерживать нагрузку. При увеличении тока и, следовательно, уменьшении напряжения V1 в какой-то момент встретится с уровнем V2 и начнет распределять нагрузку между двумя (или более) источниками питания.

Подключенные параллельно источники питания должны иметь одинаковое выходное напряжение.
Этот тип конфигурации предназначен для увеличения общего выходного тока.
Рекомендуется балансировка выходных блоков питания для максимально равномерного распределения нагрузки между блоками питания.
Следует рассмотреть компромисс между внутренним или внешним контролем над текущей долей.
Следует также рассмотреть альтернативу использованию метода распределения спада без обратной связи, но с падением напряжения при более высоких токах.

Высшее напряжение (последовательная работа)

Несколько более простой метод увеличения общей мощности — последовательное подключение блоков питания. Предполагается, что существуют источники питания с более низким напряжением для достижения желаемого выходного напряжения путем последовательного соединения нескольких источников питания. Выходное напряжение подавляющего большинства имеющихся на рынке блоков питания ниже 60 В постоянного тока. Конструкции систем с требованиями к напряжению выше 60 В постоянного тока могут захотеть использовать этот тип решения.

Основные аспекты последовательного подключения источников питания перечислены ниже:

Возможно объединение блоков питания с различным напряжением. Однако пользователь должен ознакомиться со стандартами безопасности, особенно если общее выходное напряжение может превысить 60 В постоянного тока.
Максимально возможный общий ток определяется наименьшей единицей, которая будет работать с защитой от перегрузки по току в случае перегрузки. Разработчик должен спланировать точные сценарии восстановления.
Дополнительные функции, такие как блокировка или сигналы DC_OK, очень часто используют один и тот же обратный выход (заземление постоянного тока) соответствующего источника питания. Как показано на рис. 8, выходное обратное соединение сложенного источника питания B при последовательном соединении повышается до выходного напряжения источника питания A. Соединение управляющих сигналов обоих источников питания замыкает выход одного из источников питания.

Если, тем не менее, требуются функции управления последовательно включенными источниками питания, этого можно добиться с помощью плат изоляции сигналов, таких как ADuM6422A.

В случае аварийного короткого замыкания нагрузки или неисправного состояния последовательно подключенные источники питания будут подключены в обратном порядке. Если блок питания не имеет защиты от обратной полярности, рекомендуется установить дополнительные внешние диоды обратного смещения. (рис. 9).

Вопросы подключения

При использовании любого из этих дополнительных методов распределения нагрузки считается хорошей практикой располагать проводку от каждого параллельного источника питания к системе/нагрузке такой длины, которая соответствует друг другу. Кроме того, помимо сравнимой длины провода, важно учитывать его сечение в зависимости от тока нагрузки, который он должен выдерживать, поскольку это является определяющим фактором при контроле потерь в проводнике. Такие кондуктивные потери могут накапливаться и вызывать падение напряжения, которое может выйти за пределы диапазона дистанционного управления, указанного для используемого источника питания.

В качестве доступного инструмента в следующей таблице (Таблица 01) ниже представлены калибры проводов разной длины в зависимости от собственных падений напряжения, возникающих из-за потерь в меди при максимальной силе тока 250 мил на ампер.

Замыкания проводов и потери в их контактных соединениях не учитываются на рисунках в таблице (Таблица 01) выше, поскольку они могут создавать дополнительные падения напряжения, которые необходимо учитывать. Учет всех понесенных потерь в любой конфигурации распределения нагрузки впоследствии будет способствовать успешной конфигурации для достойного распределения нагрузки.

Обзор

Существует множество различных вариантов увеличения общей мощности системы или добавления резервного источника питания для повышения надежности. Независимо от того, должно ли подключение источников питания быть параллельным или последовательным, всегда рекомендуется учитывать наихудшие сценарии, такие как короткое замыкание нагрузки или отказ источника питания. Не стесняйтесь обращаться к нам за дополнительной информацией или просто для обмена знаниями.

Читайте также: