Was würde passieren, wenn ich zwei verschiedene Gleichspannungsquellen parallel schließe?

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Ich habe ein Computer-Netzteil, das ich zusammen als Ersatzteil für eine Bank hacke. Für das Einschalten dieses bestimmten Modells benötige ich eine Mindestlast zwischen + 5V und + 12V.

"Einfach", dachte ich, "ich schließe einfach +5 und +12 an meinen Leistungswiderstand an!" Und es hat funktioniert, aber dann begann ich zu überlegen, was es bedeutet, diese beiden unterschiedlichen Spannungen parallel zu schalten. Wenn die Spannungen gleich wären, würde ich den Strom erhöhen . Aber was ist mit unterschiedlichen Spannungen?

Und was ist, wenn ich +5 und +12 in Reihe geschaltet habe und das dann belaste? Die äquivalente Spannung wäre +17 V; Was wäre der Unterschied zwischen diesem und dem Parallelen?

Oder gehe ich das falsch an? sollte ich auf jeder schiene einen separaten widerstand anbringen? Es scheint, als könnte ich es besser machen.

rascher
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Sehr interessante und etwas gefährliche Frage. Gut, dass Computer-Netzteile gegen Überstrom und Übertemperatur geschützt sind und daher viele Fehler tolerieren.
Vorac
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Mein Dozent für Elektronik sagte uns, dass beim Parallelschalten von zwei verschiedenen Spannungsquellen der magische Rauch, mit dem alle Elektronik betrieben wird, aus der einen Spannungsquelle austritt.
Keagan Ladds

Antworten:

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Zunächst einige Theorie:

Im Allgemeinen wird nicht erwartet, dass ein PC-Netzteil im redundanten Modus (dh mit zusammengebundenen Ausgängen) betrieben wird.

In der Fachsprache wird diese Funktion als ODER-Verknüpfung ( nicht als O-Ring) bezeichnet. Wenn ein Netzteil mit Blick auf die ODER-Verknüpfung ausgelegt ist, werden die Schaltkreise um mehrere Elemente erweitert:

  1. Einige Mittel zur Isolation (Dioden oder MOSFETs)
  2. Einige Mittel zur Aufrechterhaltung der Regelung bei absoluter Nulllast (Anti-Rollback)
  3. Einige Mittel zum Lastausgleich (erzwungen oder hängen)

Diese Faktoren ermöglichen es Ihnen, identische Spannungsschienen miteinander zu verbinden, um einen Laststrom zu liefern, der über die Möglichkeiten einer einzelnen Versorgung hinausgeht, und die Schiene aufrecht zu erhalten (wenn die Last von N-1-Einheiten geliefert werden kann), wenn eine einzelne Einheit ausfällt. Es bietet Ihnen auch ein gewisses Maß an Schutz, wenn Sie versehentlich eine höhere Spannung an eine niedrigere Spannung anschließen.

Außerdem sind die meisten PC-Netzteile miteinander verbunden. In der Regel ist kein isolierter Ausgang (unabhängige Rückgabe) verfügbar.

Nun die praktischen Auswirkungen Ihrer Experimente:

  1. Das Verbinden der + 12V- und + 5V-Schienen ist nur dann "sicher", wenn an den + 5V-Schienen eine ODER-Verknüpfung vorhanden ist, die den + 12-Werten standhält. Die + 5V liefern keinen Strom an die Last, da sie vom ODER-Gerät blockiert werden.

Höchstwahrscheinlich haben Sie die + 5V in die Gegenrichtung vorgespannt und bei einigen Elektrolytkondensatoren, die wahrscheinlich nur für 10V ausgelegt sind, 12V angelegt.

  1. Die Reihenschaltung von + 12V und + 5V ist nur dann "sicher", wenn eine dieser Schienen eine von der anderen unabhängige Rückleitung aufweist. Wenn die Rückflüsse gleich sind, müssen Sie nur die Schiene kurzschließen, die sich auf der "Unterseite" befindet (die Schiene, deren Rückfluss mit der hohen Seite verbunden ist).

Batterien! = Netzteile. Energie, die in eine Batterie fließt, lädt sie auf. Energie, die in den Ausgang eines Netzteils fließt, raucht diesen normalerweise.

Adam Lawrence
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Es ist auch nicht gut, zufällige Batterien parallel anzuschließen (wie im Link der ursprünglichen Frage gezeigt), denn wenn sie nicht bereits die gleiche Spannung und den gleichen Ladezustand (Fülle) aufweisen, kann einer den anderen mit unbegrenztem Strom aufladen. Das Beispiel für Batterien und Glühbirnen soll Informationen zu Spannung, Strom und Widerstand vermitteln, aber Batterien sind keine idealen Spannungs- oder Stromquellen. Unvorsichtig parallel geschaltete Akkus können zerstört werden. Das Experiment wird besser mit billigen Einwegbatterien durchgeführt (um die Kosten zu senken), wenn es überhaupt durchgeführt werden muss.
Matt B.
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Um Majenko noch etwas hinzuzufügen: In der Serienkonfiguration funktioniert es auch nicht so, wie Sie es erwartet haben. Das liegt daran, dass beide Lieferungen eine gemeinsame Basis haben. Serie würde nur funktionieren um 17V zu machen, beide waren unabhängig voneinander schwebend, was sie nicht sind. Es ist nicht möglich, zwei Versorgungen mit einer gemeinsamen Masse in Reihe zu schalten.

Ob in Serie oder parallel, so oder so ist eine WIRKLICH SCHLECHTE IDEE .

Zwei Stromversorgungen mit unterschiedlichen Spannungen miteinander verbinden:

Irgendwelche Fragen?

Olin Lathrop
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tolle illustration, lol
abdullah kahraman 20.12.11
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Muss Twisted Metal lieben .
George Duckett
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Es ist wieder dieser verrückte Clown ..
Oli Glaser
Zwei Wandadapter in Reihe würden jedoch funktionieren - da sie durch einen Transformator isoliert sind. Richtig?
Vorac
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Parallel dazu würde Ihre Gesamtspannung +12 V betragen.

ABER

Ihre + 5V-Versorgung wird von + 7V überlastet.

Das ist schlecht

Sie werden wahrscheinlich die internen Komponenten Ihres Netzteils beschädigen.

Insbesondere, wenn der + 5V-Bereich Kondensatoren verwendet, die für weniger als 12V ausgelegt sind ... Pop

Majenko
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Wäre die Gesamtspannung tatsächlich 12 V? Ich nahm an, dass beide versuchen würden, auf ihre jeweilige Spannung zu ziehen, was zu einer Spannung in der Mitte führen würde, bis das eine oder andere oder beide ein schwerwiegendes Problem hätten.
Kellenjb
@Kellenjb - Es wäre irgendwo dazwischen wie in meiner Antwort vermerkt. Die einzige Möglichkeit, für beide parallel 12 V zu betragen, besteht darin, dass die 5-V-Quelle einen unendlichen Innenwiderstand aufweist.
Oli Glaser
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Es wären wahrscheinlich 12 V, da ein Sperrwandler keine Möglichkeit hat, übermäßige Spannung abzuleiten. (Deshalb gibt es zunächst einen Lastwiderstand)
W5VO
@ W5VO Danke dafür ... Ich bin kein Experte für solche großen Netzteile und war mir nicht sicher, ob sie eine Rückkopplungsschaltung haben, die versucht hat, die Ausgangsspannung zu senken oder nicht.
Kellenjb
@ Möglicherweise möchten Sie sehen, was W5VO zu sagen hat, da dies bedeuten könnte, dass Ihre Antwort tatsächlich falsch ist.
Kellenjb
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Wenn Sie 5 V und 12 V parallel schalten, liegt die Spannung je nach Innenwiderstand der einzelnen Quellen irgendwo dazwischen.
Wenn beide Quellen den gleichen Innenwiderstand haben, würde die resultierende Spannung 8,5 V betragen. Dies gilt zB für Batterien oder ähnliche einfache Spannungsquellen.

Wie W5V0 festgestellt hat, ist die resultierende Spannung bei zwei Schaltnetzteilen jedoch wahrscheinlich höher, da die untere Schiene (aufgrund der Diode) keinen Strom aufnehmen kann und für die 12-V-Schiene effektiv hochohmig aussieht. Alles, was passieren sollte (siehe unten), ist, dass die untere Schiene das Potenzial der oberen Schiene erreicht.

Es ist keine gute Idee, zwei verschiedene Versorgungsschienen direkt zu verbinden, da Probleme auftreten können, wenn sich Quellen mit niedriger Impedanz gegenüberstehen und die Schaltkreise der unteren Schiene möglicherweise nicht für die Spannung der höheren Schiene ausgelegt sind.
Im Falle eines Umschalters tritt jedoch wahrscheinlich kein magischer Rauch auf, da der oben erwähnte Strom nicht abgeleitet werden kann. Es ist jedoch möglich , dass die unteren Schienen Diode wie nicht umgekehrt kann so viel und alle Kondensatoren vorgespannt ist , nicht für die höhere Spannung ausgelegt werden ( auf jeden Fall eine Möglichkeit , die äußerst wettbewerbsfähigen Preis diese Dinge streben gegeben - macht jeden Cent einen Unterschied)
Wenn ein Wenn eine Mittelspannungsquelle benötigt wird, kann eine Art Regler verwendet werden, um eine Quelle mit niedriger Impedanz bereitzustellen.

Der Link, den Sie bereitstellen, dient zum Anschließen von Batterien mit derselben Spannung, die als vollständig separate Quellen betrachtet werden können. Die Schienen in Ihrem Netzteil haben eine gemeinsame Masse (wie zwei Batterien, deren Minuspole miteinander verbunden sind). Wenn Sie versuchen, sie in Reihe zu schalten, wird eine der Schienen gegen Masse kurzgeschlossen, was nicht gut ist.

Es ist nicht klar, was Sie mit den Ausgängen tun möchten, ohne einen Schaltplan oder weitere Informationen darüber zu haben, mit welchen Spannungen und Steuersystemen (z. B. Schutz, Spannung / Stromeinstellung usw.) Sie enden möchten. Für die Mindestlast auf jeder Schiene müssen Sie nur zwei separate Widerstände zum Erden verwenden.

Oli Glaser
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"Es ist nicht klar, was Sie mit einem Schaltplan anfangen wollen" ... Er versucht, dem Netzteil eine Last hinzuzufügen, damit es sich einschalten kann. Wie kann er dann klarer sein?
Kellenjb
Ich bezog mich auf das, was er mit den Ausgaben genau machen will / plant. Zum Beispiel, ob er + 5V und + 12V getrennt oder + 17V oder etwas anderes möchte. Das Mindestlastteil ist klar, ich werde es zur Verdeutlichung bearbeiten. Ich bin ein großer Fan von kleinen Diagrammen / Diagrammen für die einfachsten Dinge, da Bilder in diesen Situationen im Allgemeinen Informationen gut verstärken / vermitteln, insbesondere wenn die Muttersprachen der Personen, die mit Fragen / Antworten befasst sind, unterschiedlich sind.
Oli Glaser
Ich weiß, dass Sie Ihre Aussage qualifiziert haben, aber es ist erwähnenswert, dass Schaltwandler normalerweise keine Möglichkeit haben, Strom zu verlieren. Der einzige Weg, wie der 5-V-Stromkreis etwas beisteuert, ist, wenn es zu einer Explosion kommt :)
W5VO
Ja, ich stimme Ihnen in Bezug auf die Umschalter zu. Als ich das schrieb, habe ich nicht daran gedacht, die Konverter umzuschalten diese.
Oli Glaser
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Ein separater Lastwiderstand an jeder Versorgungsspannung ist der einzig richtige Weg, um sowohl +5 als auch +12 zu laden. Abhängig von der Versorgung kann es jedoch ausreichend sein, nur die +5 zu laden, da die +12 normalerweise für Festplattenmotoren reserviert ist.

JustJeff
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Ich weiß nicht, wie Ihre elektrische Bank aussieht, aber in meiner Situation konnte ich ziemlich leicht eine alte 4-GB-Festplatte finden und sie als Dummy-Last anlegen. Es ist vielleicht nicht so portabel, wie Sie es wollen, aber es hat mir in der Vergangenheit als Dummy-Ladung gedient.

Bryan Boettcher
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Bildbeschreibung hier eingeben

Dies ist ein Schaltplan eines Computer-Netzteils, das ich hinzugefügt habe, um Ihnen bei Ihrem Experiment zu helfen:

1- Wenn Sie 12 V mit 5 V parallel schalten, erhalten Sie den Unterschied von 7 V

2- Sie können 12V und 5V nicht in Reihe schalten, da sie nicht den gleichen Grund haben

m salim
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Wenn zwei Netzteile mit gleicher Spannung zusammengeschaltet werden, führt dies wahrscheinlich nicht zu einer guten Stromverteilung. Noch schlimmer ist es, zwei Netzteile mit unterschiedlicher Spannung zusammenzuschalten. Entweder schaltet die untere Spannungsversorgung ab (und ist unbrauchbar) oder sie verbraucht Strom. Wenn der Strom gesenkt werden soll , wird der verfügbare Strom aus der höheren Spannungsversorgung reduziert . Wenn es nicht dafür ausgelegt ist, Strom zu verbrauchen (und die meisten werden es nicht tun), kann eine beliebige Anzahl von schlechten Dingen passieren.

David
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Es scheint, dass Sie bereit sind, das hohe Risiko einzugehen, Ihr Netzteil zu "durchbrennen", nur um einen "Vorladewiderstand" zu sparen! Ja, Sie sollten bei Bedarf für jede Schiene einen Vorladewiderstand verwenden . Ja, besser geht es nicht.

Guill
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Der einfache Weg ist, dass (aus der grundlegenden elektrotechnischen Schaltungsanalyse von David Irwin) "eine Reihenschaltung von Stromquellen oder eine Parallelschaltung von Spannungsquellen verboten ist, es sei denn, die Quellen zeigen in die gleiche Richtung und haben genau die gleichen Werte."

mbilal
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Das ist undefiniert. Wir können nicht zwei Spannungsquellen parallel schalten, bis diese Spannungen gleich sind. Ebenso können wir keine Stromquellen in Reihe schalten, bis diese den gleichen Wert haben.

Indira Samanta
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Bei der Frage von OP geht es nicht um theoretische ideale Spannungsquellen, sondern um "ein Computer-Netzteil, das ich zusammen als Tischgerät hacke".
Das Photon