Beschädigt der Kurzschluss elektronische Komponenten oder nur die Versorgung?

Daran habe ich gedacht. Wir wissen, dass ein Kurzschluss der Versorgung einen Nullwiderstandspfad zwischen vdd und gnd erzeugt. Wir wissen auch, dass Strom durch den Pfad mit dem geringsten Widerstand fließt, und da es einen Pfad mit null Widerstand gibt, fließt der gesamte Strom durch diesen Pfad basierend auf dem Ohmschen Gesetz. Daraus folgt (wenn ich mich nicht irre), dass alle Verbindungen zur Versorgung als offener Stromkreis betrachtet werden, da kein Strom durch sie fließt (weil der gesamte Strom durch den Nullwiderstandspfad fließt) und nur die Versorgung beschädigt werden sollte.

Viele Netzteile verfügen über einen eingebauten Kurzschlussschutz, daher ist es nicht immer so, dass ein Kurzschluss des Ausgangs des Netzteils zu Schäden führt. Es ist jedoch nicht ratsam, dies auch dann zu tun, wenn der Kurzschlussschutz vorhanden ist.

Ihre Schlussfolgerung bezüglich des Stroms, der in den Nullwiderstandspfad geleitet wird, ist richtig, aber Sie sollten nicht den Schluss ziehen, dass alle anderen Verbindungen offene Stromkreise sind oder dass Geräte, die parallel oder kurzgeschlossen sind, nicht beschädigt werden können.

Einfaches Beispiel:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Wir laden einen sehr großen Kondensator mit einem Netzteil mit einer internen Ausgangsimpedanz von . Diese Impedanz begrenzt den Strom, der der Kappe zugeführt werden kann, und der Ladevorgang ist einwandfrei abgeschlossen.$50 \Omega$

Jetzt schließen Sie den Schalter und schließen sowohl die Stromversorgung als auch den Kondensator kurz. Nehmen wir an, dass die Versorgung in Ordnung ist - sie verfügt über einen SC-Schutz. Aufgrund des sehr geringen Widerstands des Schalters ist der Entladestrom unseres großen Kondensators jedoch enorm. Der Kondensator hat einen niedrigen äquivalenten Serienwiderstand und wird aufgrund des hohen Entladestroms sehr heiß. Diese Wärme führt zur Zerstörung des Kondensators.

Ein einzelner Kondensator ist das einfachste Beispiel, das ich mir vorstellen kann, aber es gibt noch viel mehr.

Zusammenfassung:

Ein Kurzschluss des Netzteilausgangs mit der Erde kann sowohl die Versorgung als auch die parallel zum Kurzschluss angeschlossenen Geräte beschädigen. Der mögliche Schaden an anderen Geräten hängt von der internen Implementierung des Geräts ab.

Leider sind die Dinge nicht so einfach. Im Folgenden finden Sie einige Szenarien, in denen Komponenten ebenfalls beschädigt werden.

1. Angenommen, Ihr Netzteil ist ein SMPS-Netzteil, dann versucht der Treiber, die Ausgangsleistung zu erhöhen und die Spannung zu kompensieren. Mit der Zeit [hier Millisekunden] schmilzt der Kurzschluss jedoch und ist ein offener Stromkreis. Eine vorübergehende Hochspannungsspitze würde sich auf Ihre Komponenten übertragen (der Strom sollte einen Weg zum Fließen finden). Dies gilt für SMPS mit hoher Reaktionszeit. Aber kein Designer konnte alle Parameter berücksichtigen.

2. Kurzschlüsse benötigen einen höheren Einschaltstrom, der EMI erzeugt und benachbarte Komponenten beschädigt.

3. Ein Kurzschluss führt dazu, dass der Leistungs-MOSFET / Transistor thermisch von seinem Betriebspunkt wegläuft und plötzlich ausfällt. Eine solche Situation erzeugt umgekehrte Spitzen (Ich weiß nicht warum, aber ich habe dies irgendwo gelesen.) Eine solche umgekehrte Spitze ist schlecht für LEDs und dies ist ein bekanntes Problem bei LED-Treibern. Gemeinsam mit den SMPS-Designs ohne Transformator.

Nicht wahr. Erstens ist es niemals Null Ohm. Das ist nur unter perfekten Bedingungen. Jedes Stück Kupfer fügt ein wenig Widerstand hinzu. Wenn es Null Ohm wäre, würde keine Energie in Wärme verschwendet.

Einige elektrische Komponenten sind sehr empfindlich gegenüber Strom und Wärme. Im Wesentlichen können die meisten Komponenten mit Sicherungen verglichen werden. Sie können nur eine bestimmte Menge an Strom verarbeiten, die durch sie fließt, bevor sie platzen. Die winzigen Drähte und Schaltungspfade innerhalb eines ICs können je nach IC möglicherweise nur einige zehn oder hundert mA verarbeiten. Digitale Potentiometer haben häufig einen maximalen Wischerstrom im Bereich von 5 mA oder weniger. Ebenso wie LEDs, Transistoren oder sogar Drähte und Leiterplattenspuren.

Das Punktschweißen ist im Wesentlichen ein absichtlich erzeugter Hochstromkurzschluss. Stellen Sie sich nun vor, dass dies in einem IC passiert, den Sie gerade kurzgeschlossen haben.

Ein Kurzschluss nach Masse führt jedoch möglicherweise nicht zum Ausfall des Netzteils, wenn das Netzteil geschützt ist oder wenn der Teil, an dem der Kurzschluss aufgetreten ist, zuerst ausfällt. Ein Kurzschluss in einem Mikrocontroller mit einem maximalen Strom von 200 mA und einer Stromversorgung von 10 A könnte den Mikrocontroller leicht schnell genug wegblasen, so dass die Stromversorgung niemals einige Ampere überschreiten würde.

Sie müssen die gesamte Stromschleife berücksichtigen.

Der Kurzschluss liegt direkt an den Ausgangsanschlüssen, es sind jedoch andere Schaltungselemente der SERIE (die am meisten durch Beschädigung gefährdet sind) im Schaltungspfad angeschlossen, z. B. Widerstände, Transistoren, Dioden usw. Diese erzeugen Spannungsabfälle innerhalb der Schleife und würden dies nicht tun Es ist wahr zu sagen, dass der Rest des Stromkreises nur als "offener Stromkreis" betrachtet werden kann.