Параллельное соединение источников: § 17. Последовательное и параллельное соединение источников — ЗФТШ, МФТИ

alexxlabРазное

Содержание

Последовательное и параллельное соединение источников питания —

Что такое источник питания

Источник питания — это специальное устройство, которое может генерировать ЭДС. К источникам питания постоянного тока можно отнести аккумуляторы, батарейки, различные генераторы постоянного тока (лабораторный блок питания), элементы Пельтье и тд. То есть это все те устройства, которые создают ЭДС.

Источник питания на примере гидравлики

Давайте рассмотрим водобашню, в которой есть автоматическая подача воды. То есть сколько бы мы не потребляли воды из башни, ее уровень воды будет неизменным.

Схематически это будет выглядеть вот так:

Башню с автоматической подачей воды можно считать источником питания. В химических же источниках питания происходит разряд, что ведет к тому, что уровень напряжения понижается при длительной работе. А что такое напряжение по аналогии с гидравликой? Это тот же самый уровень воды)

Давайте отпилим у водобашни верхнюю часть для наглядности. У нас получится цилиндр, который заполнен водой. Возьмем за точку отсчета уровень земли. Пусть он у нас будет равняться нулю.

Теперь вопрос на засыпку. В каком случае давление на дно будет больше? Когда в башне немного воды

либо когда башня полностью залита водой так, что даже вода выходит за ее края

Разумеется, когда башня наполнена только наполовину водой, на дне башни давление меньше, чем тогда, когда в башне воды под завязку.

Думаю, не надо объяснять, что если в башне вообще нет воды, то никакого давления на дне башни не будет.

 

По тому же самому принципу работает батарейка или аккумулятор

На электрических схемах ее обозначение выглядит примерно вот так:

Также, чтобы получить необходимое напряжение, одноэлементные источники питания соединяют последовательно. На схеме это выглядит вот так:

Любой аккумулятор или источник постоянного тока имеет два полюса: «плюс» и «минус». Минус — это уровень земли, как в нашем примере с водобашней, а плюс — это напряжение, по аналогии с гидравликой это и будет тот самый уровень воды.

Последовательное соединение источников питания


Теперь давайте представим вот такую ситуацию. Что будет, если в нашей обрезанной водобашне полной воды добавим еще одну такую же сверху полную воды? Схематически это будет выглядеть примерно вот так:

Как вы думаете, уменьшится давление на землю, или увеличится? Понятное дело, что увеличится! Да еще и ровно в два раза! Почему так произошло? Уровень воды стал выше, следовательно, давление на дно увеличилось.

Отдельная статья про последовательное соединение.

Если «минус» одной батарейки соединить с «плюсом» другой батарейки, то их общее напряжение суммируется.

Полностью заряженная батарейка будет выглядеть как башня, полностью залитая водой с учетом того, что работает насос автоматической подачи воды. По аналогии, насос — это ЭДС.

Наполовину разряженная батарейка будет уже выглядеть примерно вот так:

Можно сказать, насос уже не справляется.

Батарейка посаженная в «ноль» будет выглядеть вот так:

Насос автоматической подачи воды сломался.

Естественно, что если вы соедините полностью заряженную и наполовину дохлую батарейку последовательно, то их общее напряжение будет выглядеть примерно вот так:

Давайте все это продемонстрируем на практике. Итак, у нас есть 2 литий-ионных аккумулятора. Я их пометил цифрами 1 и 2. С плюса каждого аккумулятора я вывел красный провод, а с минуса — черный.

Давайте замеряем напряжение аккумулятора под №1 с помощью мультиметра. Как это сделать, я еще писал в статье Как измерить ток и напряжение мультиметром.

На первом аккумуляторе у нас напряжение 3,66 Вольт. Это типичное значение литий-ионного аккумулятора.

Таким же способом замеряем напряжение на аккумуляторе №2

О, как совпало). Те же самые 3,66 Вольт.

Для того, чтобы соединить последовательно эти аккумуляторы, нам надо сделать что-то подобное:

Также как и в башнях, нам надо соединить основание одной башни с верхушкой другой башни. В источниках питания, типа аккумуляторов или батареек, нам надо соединить минус одной батарейки с плюсом другой. Так мы и сделаем. Соединяем плюс одной батарейки с минусом другой и получаем… сумму напряжений каждой батарейки! Как вы помните, на первой батарейке у нас было напряжение 3,66 В, на второй тоже 3,66 В. 3,66+3,6=7,32 В.

Мультиметр показывает 7,33 В. 0,01В спишем на погрешность измерений.

Это свойство прокатывает не только с двумя аккумуляторами, но также с их бесконечным множеством. Думаю, не стоит говорить, что если выставить в ряд штук 100 таких аккумуляторов, соединить последовательно и коснуться крайних полюсов голыми руками, то все это может завершиться даже летальным исходом.

Параллельное соединение источников питания


Но что будет, если источники питания соединить параллельно? Давайте же рассмотрим это с точки зрения той же самой гидравлики. Имеем те же самые башни, в которых воды до самых краев:

Нет, здесь мы не будет извращаться. Мы просто соединим наши башни у самого основания трубой:

Давление на дно у каждой башни изменится? Думаю, нет. Оно останется таким же, как в одной из башен. А что поменялось? Поменялся просто объем воды. Ее стало в 2 раза больше.

Но вы можете сказать, что в первом случае у нас тоже воды стало в 2 раза больше!

Да, все оно так, но здесь важное значение имеет именно то, что давление на дно башни изменилось и стало также в два раза больше. Если сделать врезку одинакового диаметра прямо у подножия водобашни, то  в случае, когда водобашни стоят одна на другой сила потока воды будет в два раза быстрее, чем если бы мы делали точно такую же врезку на картинке, где мы соединяли водобашни трубой. Более подробно эту мысль я еще озвучивал в статье про Закон Ома.

Если всю эту мысль спроецировать на наши источники питания, то получается, что при последовательном соединении у нас суммировалась напряжение, а при параллельном должна суммироваться сила тока. Но это не значит, что нагрузка, которая кушала, к примеру, 1 Ампер, после того, как мы ее цепанем к двум параллельным источникам питания, будет кушать 2 Ампера. При параллельном соединении у нас напряжение остается таким же, а вот емкость батарей увеличивается. Но нагрузка все равно будет кушать тот же самый 1 Ампер, иначе бы все это противоречило закону Ома.

Настало время все это рассмотреть на реальном примере. Итак, замеры мы уже делали. Осталось соединить два источника питания параллельно, в нашем случае это аккумуляторы li-ion:

Как вы видите, напряжение не изменилось.

При параллельном соединении источников питания должно соблюдаться условие, что на них должно быть одинаковое напряжение.

Вот сами подумайте, что может произойти, если одна из башен будет пустая?

Думаю, нетрудно догадаться, что вода из одной башни будет перетекать в другую башню, пока их уровень не выровняется (закон сообщающихся сосудов), если у одной башни сломался насос и она пустая.

То же самое и с источниками питания. Нельзя соединять источники питания разных напряжений параллельно. Это чревато тем, что вы убьете здоровые аккумуляторы, а дохлые так и останутся дохлыми или чуток зарядятся. Если разница между напряжениями аккумулятора большая, то в такой цепи может течь бешеная сила тока, которая вызовет нагрев и даже возгорание аккумуляторов.

Нельзя соединять источники питания разных напряжений параллельно

Последовательно-параллельное соединение источников питания


А кто вам мешает соединять аккумуляторы или батарейки сразу и последовательно и параллельно? Но разве так можно? Можно). На примере с водобашнями это может выглядеть вот так:

Здесь мы видим две башни, каждая из которых состоит их двух башенок, и эти две большие башни соединены с помощью трубы.

Очень часто последовательно-параллельное соединение используется в электротранспорте. Недавно я делал батарею для своего электровелосипеда из li-ion аккумуляторов 18650. Для моего электробайка требовалось напряжение в 36 Вольт. Итак, теперь включаем логику. Один аккумулятор выдает 3,6 Вольт. Чтобы получить 36 Вольт, мне надо соединить 10 аккумуляторов последовательно.

Чтобы было проще для понимания, я их нарисую не по ГОСТу:

Ура! Я получил 36 Вольт для своего электровелосипеда. Но вот проблема в том, что один такой аккумулятор может отдать в нагрузку силу тока 2800 миллиАмпер в течение 1 часа или 2,8 Ампер в течение 1 часа. Такой параметр указывается на аккумуляторах как mAh. Об этом я подробно писал в этой статье «Как измерить ток и напряжение мультиметром«.

То, что я все аккумуляторы соединил последовательно, не означает, что их емкость возросла в 10 раз. В 10 раз возросло только напряжение, так как я их соединил последовательно. То есть общая сумма получилась 36 Вольт и все те же самые 2800 mAh как и у одного аккумулятора.

Поэтому, чтобы увеличить емкость, я должен в параллель этой ветви соединить точно такую же ветвь из аккумуляторов, иначе мой электровелосипед не проедет и пару тройку километров. Я ведь хочу кататься весь день!

Сказано — сделано. Цепляем еще одну ветвь в 36 Вольт. Вы ведь не забыли правило, что при параллельном соединении у нас напряжение должно быть одинаково? В результате мы получаем что-то типа этого:

Итого, мы получили те же самые пресловутые 36 Вольт, но вот емкость увеличилась в два раза. 2800 mAh +2800 mAh = 5600 mAh. Ну вот, с такой батареей можно проехать уже чуть дальше. Но мне этого тоже показалось мало, поэтому я добавил еще 2 ветви. В результате моя самопальная батарея для электровелосипеда схематически, по идее, должна выглядеть вот так:

Пару слов о BMS (Battery Management System)

Дело в том, что для того, чтобы управлять зарядом, предохранять от короткого замыкания и управлять силой выдаваемого тока к такой батарее надо приделать плату BMS (Battery Managment System). Самые простые выглядят вот так:

 

Чуть получше и дороже:

10S 36V на BMS говорит нам о том, что эта BMS рассчитана для 10 аккумуляторов, включенных последовательно. Если на каждом аккумуляторе будет по 3,6 В, следовательно, 10х3,6=36 Вольт что и написано на самой BMS.

Discharge current  — ток разрядки, то есть максимальный выдаваемый ток

Charge current — ток зарядки, то есть максимальный ток заряда

Внутри такой платы имеется все, чтобы полностью управлять состоянием батареи.

Схемы подключения таких BMS выглядят примерно вот так:

Как вы видите, у нас BMS вроде как должна заряжать только 10 банок в ряд. Но в нашей самопальной батарее их 40. Что же делать? Почему бы вместо одной банки не поставить в параллель 4 банки и не обмануть BMS?

Получается, схема с BMS 10s4p под плату с BMS будет выглядеть вот так:

В сообществе электронщиков и самоделкиных такая батарея называется 10S4P. Расшифровывается очень просто:

S — serial — с англ.  — последовательный.

P — parallel — параллельный.

В нашем случае 10 аккумуляторов последовательно и 4 в параллель — 10S4P. Все до боли просто)

А вот выглядит моя самопальная батарея для электровелосипеда пока что без модуля BMS.

Параллельное и последовательное соединение источников питания Nextys

ГлавнаяТехнические статьи и рекомендации инженеров компанииПараллельное и последовательное соединение источников питания Nextys

03.05.2017

1.Параллельное соединение источников питания.

Современные способы применения импульсных источников питания (ИП) могут потребовать использования нескольких ИП в параллельной конфигурации.

Параллельное соединение ИП может быть применено в следующих случаях:

  1. Для увеличения требуемой мощности нагрузки, путём использования одинаковых ИП

  2. Для создания системы резервирования

Параллельное соединение ИП для увеличения требуемой мощности может быть использовано там, где:

     a) Есть вероятность превышения номинальной нагрузки установленного ИП
     б) Требуется увеличить мощность нагрузки там, где нет возможности повысить мощность ИП

PR используется там, где ответственная нагрузка не допускает потери питания.

1.1 Параллельное соединение ИП для увеличения мощности (РР)

Теоретически, в режиме увеличения мощности могут использоваться любые типы ИП, но на практике такой результат не всегда бывает удовлетворительным. Многие поставщики говорят о том, что их ИП допускают параллельное соединение, независимо от вариантов применения. Это не всегда справедливо. Идеально, для параллельного соединения различных ИП, они должны иметь идентичные выходные импедансы и максимально одинаковые выходные напряжения. Это не гарантируется с течением времени из-за нормального разброса выходных параметров и естественного старения. Кроме того, во время переходных режимов (например, запуск, перегрузка, короткое замыкание и т. п.), поведение системы может стать нестабильной.

Несбалансированные токи могут привести к преждевременному старению наиболее напряженных элементов, что отрицательно отразится на надежности всей системы.

Для того чтобы свести к минимуму паразитные токи между ИП, которые соединены параллельно, предлагаются следующие технические решения:

  1. Специализированная шина распределения нагрузки (LSB). Это решение использует коммуникационную шину, соединяющую параллельно-включённые ИП. В основном, это решение используется для мощных и «продвинутых» ИП, таких как, например, NPS2400.

  2. Специфические алгоритмы регулирования (SRA). Это решение, относительно дешевое, не нуждается в какой-либо коммуникационной шине и позволяет достичь хорошего естественного баланса тока между различными ИП. Это решение присутствует в большинстве ИП Nextys, например в NPSM121 /241/481 и NPST501 /721/961.

  3. Использование внешнего активного модуля резервирования (ARM) например, как OR20 или OR50 от NEXTYS. В этом случае ARM играет роль балансировочного устройства выходного импеданса для двух питающих ИП. В этой конфигурации может использоваться любой ИП, но рекомендуется провести тест.


Рис. 1. Рекомендуемая схема для параллельного соединения ИП

  1. Необходимо учесть, что реальная мощность системы не будет простой суммой мощностей ИП. Максимальная мощность не будет превышать 80% от суммы мощностей ИП. Неидеальное решение!
  2. Используйте, по-возможности, одинаковые ИП и лучше всего из одной партии
  3. Избегайте использования ИП с ограничениями по току, предпочтительнее использовать ИП в режиме с постоянным током (Constant Current).
  4. Используйте не более 4-х ИП
  5. Разместите блоки таким образом, чтобы обеспечить максимально возможную одинаковую рабочую температуру для каждого ИП
  6. Перед параллельным соединением установите выходные напряжения максимально одинаковые для всех ИП при нагрузке примерно 10% от номинальной
  7. Используйте одинаковые длины и сечения проводов от каждого блока к нагрузке. Выводы должны сходиться на нагрузке, а не на ИП. Это улучшает симметрию. НЕ ВКЛЮЧИТЕ ВЫХОДЫ ИП ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО!
  8. Проконтролируйте распределение тока через 30 мин после включения и снова отрегулируйте выходные напряжения, чтобы уравновесить токи
1.2 Параллельное соединение ИП для резервирования (РR)

Резервирование необходимо для повышения надёжности системы питания. Идея концепции резервирования заключается в том, чтобы обеспечить необходимое питание системы в случае аварии, то есть номинальный ток всей системы должен оставаться доступным в любой ситуации. Это означает, что суммарный ток должен быть обеспечен несколькими ИП.

В дополнение к необходимым ИП, по крайней мере, еще один прибор должен будет использоваться, как резервное устройство, которое должно быть доступно в случае отказа одного из ИП (избыточность n + 1, где n – количество необходимых ИП). Чем больше количество используемых дополнительных ИП, тем выше отказоустойчивость системы (n + m избыточность, m = количество дополнительных ИП).

Для реализации надежной системы резервирования, выходы всех источников питания должны быть подключенных параллельно и развязаны с помощью диодов или МОП-транзисторов (ORing резервирование). Это необходимо, чтобы отказ одного из устройств не привёл к возникновению неисправности или короткого замыкания для других устройств. ORing схемы могут быть размещены в самих ИП или обеспечены внешними модулями резервирования, например такими, как OR20 или OR50 от NEXTYS.

В качестве совершенно уникальной функции, большинство моделей ИП от NEXTYS, имеющих опцию «P», предоставляют версию, включающую внутреннюю схему резервирования ORing, которая позволяет строить PR-систему без использования внешних модулей, резко снижая стоимость и размер систем PR.



Рис.2 PR схема резервирования с ORing диодами (могут быть интегрированы в ИП) Рис. 3 PR схема резервирования с внешним ORing модулем

Основные правила реализации PR схем резервирования, изображённых на рис. 2, 3:

 
  1. Определите параметр «m», чтобы достичь требуемой избыточности.
  2. Обратите внимание на номинал тока и напряжения, предполагая, что один ИП может принять на себя всю нагрузку.
  3. Используйте всегда одинаковые ИП, лучше всего ИП из одной партии.
  4. При правильной подстройке выходного напряжения попытайтесь сбалансировать токи на всех устройствах, чтобы поддерживать все ИП в рабочем состоянии («горячий» резерв). Использование всех ИП в рабочем состоянии увеличивает срок службы системы.
  5. Разместите блоки таким образом, чтобы обеспечить максимально возможную рабочую температуру для каждого ИП.
  6. Используйте одинаковую длину и толщину проводов от каждого ИП к нагрузке. Это улучшает симметрию системы.

2. Последовательное соединение ИП.

Для различных приложений может потребоваться использование нескольких ИП с последовательным соединением (SC) их выходов. ИП в последовательной конфигурации могут использоваться в основном для достижения необходимого уровня напряжения или мощности, недоступных для стандартных блоков.

Теоретически любые 2 или более ИП могут быть соединены последовательно, независимо от их выходных напряжений. Однако внимание этому должно быть уделено в любом случае.

Примечания:

  1. Максимальный доступный ток в системе — это номинальный ток одного ИП.
  2. Общая суммарная мощность системы представляет собой произведение между суммой напряжений и самым высоким номинальным током ИП. Для систем SC нет снижения номинальных характеристик.
  3. Блоки с различными входными / выходными напряжениями / мощностью могут быть соединены последовательно.
  4. Текущее ограничение системы по току будет соответствовать тому ИП, у которого самое низкое значение номинального выходного тока.
Рис.4 Рекомендуемое последовательное соединение ИП.

Основные правила реализации SC схем резервирования, изображённых на рис. 4:

  1. Постарайтесь использовать одинаковые ИП, возможно, поставляемые из одной серии.
  2. Обратите внимание на потребляемый ток нагрузки, чтобы не перегружать какой-нибудь ИП.
  3. ИП могут иметь разное время запуска. Чтобы избежать обратного напряжения на их выходах из-за более раннего начала работы некоторых блоков в системе, используйте антипараллельные диоды (рассчитанные на максимальное напряжение системы и с пиковым импульсным током, по крайней мере равным номинальному току), которые должны быть подключены к каждому выходу.
  4. Обратите внимание на правила безопасности в отношении напряжения системы, если оно превышает опасные уровни (> 60 Vdc)

  5. Применяйте нужное сечение провода, который используется в подключении ИП к нагрузке.

  6. Избегайте слишком большого количества ИП (> 4) в SC соединении.

3. Заключение

Несмотря на широкое использование параллельного соединения ИП, рекомендуется избегать конфигурации PP. Вместо этого предпочтительно использовать соединение SC, что дает лучшую стабильность в использовании ИП.

Конфигурация PR полезна во многих критически важных приложениях, и мы настоятельно рекомендуем разработчикам именно это соединение. Рассмотрите этот вариант, используя адекватное соединение оценки потребляемой мощности и избыточности (посредством внутреннего ORing или внешнего резервирования).

Параллельное соединение источников питания

Если напряжение и ток, необходимые для питания потребителей, превышают соответствующие величины одного источника питания, то применяется соединение нескольких источников в батарею для совместной работы. Элементы, соединяемые в батарею, должны иметь одинаковые э. В этом случае число элементов , соединенных последовательно, определяется отношением При одинаковом направлении э. Последовательное соединение источников питания. Параллельное соединение источников питания.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Параллельное подключение AC-DC блоков питания к нагрузке
  • Параллельное соединение источников питания
  • ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ
  • ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ
  • Соединение элементов питания и батарей
  • Работа нескольких источников питания на общую нагрузку: возможные варианты и компромиссы
  • Power Electronics

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Параллельное подключение аккумуляторов

Параллельное подключение AC-DC блоков питания к нагрузке


Ранее мы уже обсуждали как получить больше мощности от источников питания Щёлкните здесь для просмотра. В этой статье рассматривались схемы последовательного подключения источников питания для получения большего напряжения, а также параллельного подключения для получения большего тока.

Схемы сопровождались списком требований и мер предосторожности. Параллельное подключение нескольких источников питания для увеличения напряжения связано с определенными проблемами, поскольку между источниками всегда будет наблюдаться некоторый дисбаланс напряжений. Поэтому, согласно одной из схем этой статьи, один блок является источником напряжения, а остальные блоки соединены параллельно и работают в режиме стабилизации тока. Для поддержания такого режима работы предел выходного напряжения всех источников питания, работающих в режиме стабилизации тока СС , должен быть установлен на большее значение, чем в ведущем источнике питания, работающем в режиме стабилизации напряжения CV.

Схема показана на Рисунке 1. Но что произойдёт, если вы не сможете поддерживать высокий уровень нагрузки? На самом деле, при таком подходе можно работать и при меньших нагрузках.

В этом случае необходимо установить одинаковый уровень напряжения на всех блоках. Теперь при полной нагрузке блоки будут работать по той же схеме см.

Однако при снятии нагрузки более низковольтные блоки перейдут в нестабилизированный режим работы, а блок с наибольшим напряжением будет сохранять общую выходную мощность в режиме стабилизации напряжения. В результате наблюдается небольшое ухудшение рабочих характеристик. Переход между предельными значениями наименьшего и наибольшего напряжения влияет на регулирование напряжения.

Кроме того, поскольку разным блокам питания приходится переключаться между режимами стабилизации напряжения, стабилизации тока и нестабилизированным режимом работы, значительно страдают характеристики напряжения переходных процессов.

В источниках питания Keysight серии NA и NA реализована схема управления, приведённая на рисунке 3, которая взята из руководства по эксплуатации блока NA. При такой схеме подключения ведущий блок, работающий в режиме стабилизированного напряжения, выдаёт аналоговый выходной сигнал программирования по току ведомому блоку, работающему в режиме стабилизации тока.

Таким образом, эти два блока равномерно распределяют ток нагрузки в широком диапазоне. Тем не менее, схема из нескольких блоков, в которой только один блок работает в режиме стабилизации напряжения, не обеспечивает такой же хорошей динамической характеристики, как один источник напряжения большей мощности.

При этом в данной схеме отсутствуют ведущее и ведомые устройства. Все блоки работают в режиме стабилизации напряжения при равномерном распределении тока. Это позволяет пользователю легко рассчитать размеры и параметры планируемой системы электропитания без необходимости учитывать возможное ухудшение рабочих характеристик.

Рисунок 1. Параллельное подключение источников питания для получения большей мощности. Рисунок 2. Состояния параллельно подключённых источников питания при малой нагрузке. Рисунок 3. Параллельное подключение NA используется измерение по 2-проводной схеме. Рисунок 4.


Параллельное соединение источников питания

Очень часто покупатели источников питания задают вопрос о возможности параллельного или последовательного подключения блоков. Такая возможность присутствует во всех моделях источников питания BVP Electronics. Рекомендуем Вам воспользоваться несколькими правилами при подключении двух и более источников питания. Подключение источников с разными номиналами может привести к выходу из строя блоков. Если плавно изменять сопротивление нагрузки от бесконечности до нуля, то рабочая точка рис. Далее рабочая точка будет двигаться по оси напряжения «U2», и при достижении тока значения «А limit 2» произойдет переключение второго источника из режима стабилизации напряжения в стабилизацию тока, режим «I2» загорится красный светодиод на втором источнике. Далее по вертикальной линии «I2», рабочая точка будет опускаться вниз до оси тока.

Рис. Параллельное соединение источников питания. Групповое соединение — это сочетание последовательного и параллельного соединений.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

Источники напряжения обычно называют источниками питания. Для увеличения тока или напряжения, а может и того и другого источники питания элементы, батареи могут соединяться вместе. Существует три типа соединения элементов питания: 1. Последовательное соединение элементов. Параллельное соединение элементов. Последовательно-параллельное смешанное соединение элементов. При последовательном соединении элементов питания выделяются две схемы: последовательно-дополняющая и последовательно-препятствующая. В последовательно-дополняющей схеме положительный вывод первого элемента питания соединяется с отрицательным выводом второго элемента питания; положительный вывод второго элемента питания соединяется с отрицательным выводом третьего элемента питания и т. Индексы в обозначениях токов указывают на номера отдельных источников питания элементов или батарей питания А полное напряжение при последовательном соединении равно сумме напряжений ЭДС отдельных элементов:. При последовательно-препятствующем включении источников питания, они соединяются друг с другом одноименными выводами.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

Как видно, при параллельном соединении источников ток и мощность внешней цепи равны соответственно сумме токов и мощностей источников. Как видно, при параллельном соединении источников ток и мощность внешней цепи равны соответственно сумме токов и мощностей, отдаваемых источниками. Несмотря на то, что параллельное соединение источников не приводит к увеличению ЭДС, его целесообразно применять в тех случаях, когда требуется получить источник тока с малым внутренним сопротивлением. Пусть схема замещения реального генератора представляет собой параллельное соединение источника тока io и резистивного сопротивления R.

Два источника питания SITOP одного и того же типа могут быть соединены параллельно через диоды V1, V2 на рисунке для достижения резервирования. То есть, в случае короткого замыкания в первичной сети источника питания не должно быть общих предохранителей отключающих оба источника от системы электропитания.

Соединение элементов питания и батарей

Пусть батарею образуют n последовательно соединенных элементов. Батарея замкнута на внешнее сопротивление R рис. Сопротивлением соединительных проводов пренебрегаем. Запишем для всего замкнутого контура, образующего цепь, второе правило Кирхгофа. Оно имеет вид:.

Работа нескольких источников питания на общую нагрузку: возможные варианты и компромиссы

Существует множество причин, которые могут побудить разработчика к параллельному включению источников питания постоянного тока. Некоторые из них обусловлены экономическими и логистическими аспектами, другие направлены на обеспечение требуемого тока системы, уровня характеристик и надежности. Если рассматривать вопрос с непроектной стороны, возможность параллельного включения источников питания может позволить использовать одну модель блока питания во всей номенклатуре выпускаемых изделий, как отдельно, так и в различных комбинациях. Это может упростить поиск комплектующих, увеличить объем закупок однотипных устройств и оптимизировать управление запасами. Такое может произойти, например, из-за отсутствия компонентов с более низким потреблением мощности, или же после дополнительных маркетинговых исследований, показавших необходимость добавления новых функций.

Пусть батарею образуют n последовательно соединенных элементов. Батарея замкнута на внешнее сопротивление R (рис. ). Сопротивлением .

Power Electronics

Ему надо было запитать автомобильный усилитель мощностью ватт от компьютерного блока питания ATX. Один БП по линии 12 вольт не в состоянии обеспечить требуемый ток. Так как же поступить? Сделать самому мощный блок питания мощностью ватт или попробовать использовать компьютерные блоки.

Здравствуйте, гость Вход Регистрация. Правила Форума «Электрик». Файловый архив форумов. Искать только в этом форуме? Дополнительные параметры.

Сообщения без ответов Активные темы. Модераторы: Горшком назвали

Все примерно вольт напряжение, ампер стабилизированного тока. Шуруповерт потянет? Этот вопрос вызвал неожиданную и острую дискуссию на кафедре электротехники — мнения доцентов с кандидатами полярно разошлись. Из чего я сделала вывод, что никто ничерта не понимает, что такое электрический ток вообще. Почему -физический доказанный факт — свободные электроны в металле передвигаются на 1 сантиметр в минуту, а свет в проводах за километров вспыхивает мгновенно? Про электромагнитное поле мы все учили в институтах, но при чем тут поле, если ток — это направленное движение электронов? Так и с компьютерныыми адаптерами — если их запараллелить — ток какой можно цеплять?

Рекомендации от компании Nextys. Параллельное соединение источников питания. Современные способы применения импульсных источников питания ИП могут потребовать использования нескольких ИП в параллельной конфигурации. Параллельное соединение ИП может быть применено в следующих случаях: 1 Для увеличения требуемой мощности нагрузки, путём использования одинаковых ИП 2 Для создания системы резервирования Параллельное соединение ИП для увеличения требуемой мощности может быть использовано там, где: Есть вероятность превышения номинальной нагрузки установленного ИП Требуется увеличить мощность нагрузки там, где нет возможности повысить мощность ИП PR используется там, где ответственная нагрузка не допускает потери питания.


Источник питания

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

Спросил

Изменено 4 года, 8 месяцев назад

Просмотрено 164k раз

45

Новинка! Сохраняйте вопросы или ответы и организуйте свой любимый контент.
Узнать больше.

\$\начало группы\$

У меня есть компьютерный блок питания, который я собираю в качестве настольного источника питания. Для включения этой конкретной модели мне нужна минимальная нагрузка как на +5В, так и на +12В.

«Легко, — подумал я, — я просто подключу +5 и +12 к моему силовому резистору!» И это сработало, но потом я начал думать, что значит параллельное соединение этих двух разных напряжений? Если бы напряжения были одинаковыми, то я бы увеличил ток. А как быть с разным напряжением?

А что, если последовательно подключить +5 и +12, а потом нагрузить? Эквивалентное напряжение будет +17В; в чем разница между этим и параллельным?

Или я ошибаюсь; я должен поставить отдельный резистор на каждую шину? Кажется, я могу сделать лучше, чем это.

  • источник питания
  • постоянный ток
  • параллельный

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Сначала немного теории:

Как правило, блок питания ПК не должен работать в резервном режиме (т.е. с выходами, связанными вместе).

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

  1. Некоторые средства изоляции (диоды или МОП-транзисторы)
  2. Некоторые средства поддержания регулирования при абсолютной нулевой нагрузке (антиоткат)
  3. Некоторые средства балансировки нагрузки (принудительно или с понижением нагрузки)

Эти факторы позволяют вам соединить шины одинакового напряжения вместе, чтобы обеспечить ток нагрузки, превышающий то, что может дать один источник, и позволяют шине оставаться в поднятом состоянии (если нагрузка может обеспечиваться N-1 блоками), если один блок выходит из строя. вниз. Это также дает вам некоторую степень защиты, если вы случайно подключите более высокое напряжение к более низкому напряжению.

Кроме того, большинство источников питания ПК связаны друг с другом. Обычно изолированный выход (независимый возврат) недоступен.

Теперь практические последствия ваших экспериментов:

  1. Соединение линий +12 В и +5 В «безопасно» только в том случае, если есть какие-либо средства ИЛИ на +5 В, которые могут выдержать приложенное к ней +12. . +5V не будет подавать ток на нагрузку, так как он будет заблокирован устройством OR-ing.

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

  1. Последовательное соединение +12 В и +5 В «безопасно» только в том случае, если одна из этих шин имеет возврат, независимый от другой. Если обратки общие, все, что вы делаете, это закорачиваете шину, которая находится «внизу» (рейку, у которой обратка подключена к верхней стороне).

Батареи != блоки питания. Энергия, поступающая в аккумулятор, заряжает его. Энергия, идущая на выходе источника питания, обычно коптит его.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

В дополнение к тому, что сказал Маженко, в серийной конфигурации это тоже не работает так, как вы ожидали. Это потому, что оба источника имеют общую основу. Серия будет работать только для создания 17 В, если оба они независимо плавают, а это не так. Невозможно последовательно соединить два источника питания с общей землей.

Последовательно или параллельно, в любом случае ОЧЕНЬ ПЛОХАЯ ИДЕЯ .

Соединение двух блоков питания разного напряжения вместе:

Есть вопросы?

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

При параллельном подключении общее напряжение будет +12В.

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

Вероятно, вы повредите внутренние компоненты вашего источника питания.

Особенно, если в секции +5 В используются конденсаторы, рассчитанные на напряжение менее 12 В… pop

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

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, результирующее напряжение будет 8,5 В. Это применимо, например, для батареи или аналогичный простой источник напряжения.

Однако с двумя импульсными источниками питания, как заметил W5V0, результирующее напряжение, скорее всего, будет выше из двух, поскольку нижняя шина не может потреблять ток (из-за диода) и будет выглядеть высокоимпедансной по отношению к шине 12 В. Так что все , если произойдет (см. ниже), нижний рельс поднимется до потенциала верхнего рельса.

Не рекомендуется соединять две разные шины питания напрямую из-за проблем, которые могут быть вызваны источниками с низким импедансом, расположенными напротив друг друга, и схемой нижней шины, которая может быть не рассчитана на напряжение от верхней шины.
Однако в случае коммутаторов, скорее всего, волшебного дыма не появится из-за упомянутой выше неспособности потреблять ток. Однако возможно, что диоду нижних рельсов не понравится обратное смещение, и любые конденсаторы могут быть не рассчитаны на более высокое напряжение (определенно возможность, учитывая чрезвычайно конкурентоспособную цену, к которой эти устройства стремятся — каждый цент имеет значение)
Если необходим источник напряжения в средней точке, можно использовать какой-либо регулятор для обеспечения источника с низким импедансом.

Приведенная вами ссылка предназначена для подключения аккумуляторов одного напряжения, которые можно рассматривать как совершенно отдельные источники. Рельсы в вашем блоке питания будут иметь общее заземление (как две батареи с их отрицательными клеммами, соединенными вместе). Если вы попытаетесь соединить их последовательно, это приведет к короткому замыканию одной из шин на землю, что нехорошо.

Не совсем понятно, что вы пытаетесь сделать с выходами без схемы или дополнительной информации о том, какие напряжения и системы управления (например, защита, регулировка напряжения/тока и т. д.) вы хотите получить. Для минимальной нагрузки на каждую шину вам просто нужно использовать два отдельных резистора для заземления.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Отдельный нагрузочный резистор для каждого напряжения питания — единственный правильный способ получить нагрузку как на +5, так и на +12. Однако, в зависимости от поставки, может быть достаточно загрузить только +5, поскольку +12 обычно зарезервирован для двигателей дисковода.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я не знаю, как выглядит ваша электрическая скамья, но в моей ситуации я мог довольно легко найти старый жесткий диск на 4 ГБ и использовать его в качестве фиктивной нагрузки. Возможно, он не такой портативный, как вам хотелось бы, но в прошлом он служил мне фиктивной нагрузкой.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

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

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

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

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Объединение двух источников питания одинакового напряжения вряд ли приведет к хорошему распределению тока. Соединить вместе два блока питания разного напряжения — еще более ужасная идея. Либо питание более низкого напряжения отключается (и бесполезно), либо оно поглощает ток . Если он предназначен для поглощения тока, он уменьшит доступный ток от источника с более высоким напряжением. Если он не предназначен для поглощения тока (а большинство из них не будет), может произойти множество плохих вещей.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Судя по всему, вы готовы пойти на большой риск «взорвать» блок питания, только чтобы сохранить «преднагрузочный» резистор! Да, при необходимости следует использовать резистор предварительной нагрузки, для каждой рейки . Да вы не можете сделать лучше чем это.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Прямой способ заключается в том, что (из базового анализа электрических цепей Дэвида Ирвина) «последовательное соединение источников тока или параллельное соединение источников напряжения запрещено, если только источники не направлены в одном направлении и не имеют точно такие же значения. »

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Не определено. Мы не можем соединить два источника напряжения параллельно, пока эти вольты не будут одинаковыми. Точно так же мы не можем соединить источники тока последовательно, пока они не будут иметь одинаковое значение.

\$\конечная группа\$

1

Параллельное подключение источников переменного и постоянного напряжения

Задавать вопрос

Спросил

Изменено 1 год, 6 месяцев назад

Просмотрено 468 раз

Новинка! Сохраняйте вопросы или ответы и организуйте свой любимый контент.
Узнать больше.

\$\начало группы\$

Мне все еще трудно понять, как объединяются источники напряжения, когда они соединены параллельно. Рассмотрим следующую схему ниже:

Если предположить, что провода, соединяющие резистор с двумя источниками напряжения, идеальны (нулевое сопротивление), то мы получаем парадокс, поскольку напряжение в узле 1 должно быть равно 1В и 2В одновременно. Реально эта ситуация решается конечным сопротивлением, которым обладают настоящие провода.

Мои недоразумения возникают, когда одним из источников напряжения является источник переменного тока, как показано ниже. В этом случае напряжение в узле 1 действительно является суммой источников переменного и постоянного тока? Означает ли это в данном сценарии, что источник постоянного тока выдает переменный ток для поддержания постоянного напряжения? Будет ли этот переменный ток, поступающий от источника постоянного тока, синфазным с током от источника переменного тока, чтобы компенсировать влияние источника переменного тока на источник постоянного тока?

Кроме того, для реальных приложений, приводит ли этот тип соединения к каким-либо негативным последствиям, которые могут повредить источник переменного или постоянного тока? Я видел предложения о том, что использование конденсатора или трансформатора было бы лучше для добавления напряжений переменного и постоянного тока, а не для их прямого подключения.

  • напряжение
  • источник

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Забудь. Это короткое замыкание. Ток между источниками станет настолько большим, насколько позволяют внутренние сопротивления источников и сопротивление провода. В чистой теории с идеальными частями ток будет равен разности напряжений, деленной на ноль Ом, которую мы называем бесконечной.

Проблема исчезает, если у вас есть 2 резистора. Включите по одному резистору последовательно с каждым источником напряжения. Затем вы можете соединить их вместе, например. сделать микшер на 2 сигнала.

Не задано: 1) Последовательное соединение источников переменного и постоянного напряжения является распространенным способом представления сигнала, имеющего постоянную составляющую — ненулевое среднее значение. 2) Соединение параллельных источников тока не имеет теоретических проблем, но последовательное соединение 2 разных источников тока содержит ту же математическую невозможность, что и параллельное соединение 2 разных источников напряжения.

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

При параллельном подключении 2 источников напряжения возникают 2 проблемы:

  1. Математика

Система линейных уравнений не приведет к однозначному решению, если внутреннее сопротивление источников напряжения больше нуля.

  1. Лаборатория

V1, V2 и V3 имеют внутреннее сопротивление больше нуля. Может быть меньше 1 Ом, но все же больше нуля.

Также необходимо учитывать сопротивление провода.

Напряжение узла 1 получается с помощью суперпозиции V1 и V2, и решение является уникальным.

Чтобы ответить на ваш вопрос:

Я никогда не видел за 25 лет проектирования схем такого рода соединений.

Чаще всего последовательно соединяют 2 или более источников постоянного напряжения, потому что, возможно, вам нужно генерировать большее напряжение, чем может выдать ваш прибор.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Мне все еще трудно понять, как комбинируются источники напряжения когда они соединены параллельно.

Без резисторов, снижающих разность напряжений, теоретически мог бы течь бесконечный ток, так что не беспокойтесь об этом; никто не сделал бы этого без какой-либо схемы «смешивания» напряжения (например, резистора).

Мои недоразумения возникают, когда одним из источников напряжения является переменный ток источник, как показано ниже. В этом случае действительно ли напряжение в узле 1 просто сумма источников переменного и постоянного тока?

Нет, это не сумма, а среднее значение обоих напряжений (при условии, что оба резистора имеют одинаковое значение).

Означает ли это, что в этом сценарии источник постоянного тока выводит сигнал переменного тока? ток для поддержания постоянного напряжения?

Источник постоянного тока является источником постоянного напряжения и потребляет или отдает ток в зависимости от условий нагрузки (независимо от того, присутствует ли другой источник или нет). В этом сценарии ток переменного тока будет течь, а также ток постоянного тока.

Будет ли этот переменный ток, поступающий от источника постоянного тока, синфазным с ток от источника переменного тока, чтобы нейтрализовать влияние на источник постоянного тока?

Переменный ток от источника переменного тока будет совпадать по фазе с переменным током в/из источника постоянного тока. «Отмена» здесь не причем. Оба источника питания при подключении через резисторы делают именно то, что «говорит на банке» — источники напряжения заинтересованы только в том, чтобы выдавать напряжение, которое они должны производить. Независимо от того, что в результате происходит, представляет интерес, но мотивация не является попыткой отмены.

Кроме того, для реальных приложений этот тип соединения к каким-либо отрицательным эффектам, которые могли бы повредить источник переменного или постоянного тока?

«Повреждение» — это громко сказано, но оно может произойти, особенно со схемой регулятора напряжения, а с трансформаторами вы, как правило, не хотите, чтобы протекал слишком большой постоянный ток.

\$\конечная группа\$

Последовательное и параллельное соединение источников напряжения

Друкен