จะเกิดอะไรขึ้นเมื่ออุปกรณ์ดึงกระแสได้มากกว่าแหล่งจ่ายไฟที่สามารถให้ได้


18

ฉันเป็นโปรแกรมเมอร์ซอฟต์แวร์มากขึ้น แต่ฉันมีคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่ออุปกรณ์ดึงกระแสได้มากกว่าแหล่งจ่ายไฟที่สามารถให้ได้ และภายใต้สถานการณ์ใดที่จะเกิดขึ้นได้ - การออกแบบบอร์ดที่ไม่ดีหรือไม่ได้กำหนดสถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุดของการทำงานของอุปกรณ์?
ใครจะเห็นสิ่งนี้ในขอบเขตจริง ๆ ? จะเกิดอะไรขึ้นกับอุปกรณ์หากไม่ได้รับการแก้ไข

คำตอบ:


17

มีหลายสิ่งที่สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อคุณดึงพลังงานมากเกินไปและสิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ สิ่งทั่วไปที่คุณจะเห็นคือแรงดันไฟฟ้าตกด้านล่างสเป็คเอาท์พุทหรือการตัดออกอย่างสมบูรณ์ บางระบบอาจมีฟิวส์ที่เคลื่อนที่เมื่อคุณดึงพลังงานมากเกินไป หรือกรณีที่เลวร้ายที่สุดคือคุณมีคะแนนเกินกว่าความปลอดภัยของส่วนประกอบบางอย่างที่ส่งผลให้เกิดความร้อนเกินและอาจทำให้เกิดปัญหามากมาย (ไฟไหม้ ฯลฯ )

สถานการณ์ที่สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับนักออกแบบบอร์ด หลายครั้งมีราคาถูกกว่าในการสร้างแหล่งจ่ายไฟที่สามารถให้กระแสน้อยลงดังนั้นนักออกแบบจะลดต้นทุนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่ยังปลอดภัยอยู่ หากมีบางกรณีที่ผู้ออกแบบบอร์ดไม่ได้พิจารณาพวกเขาอาจดึงพลังมากเกินไป กรณีเหล่านี้อาจเป็นสิ่งที่เรียกใช้โมดูล RF ในขณะที่ทำงาน DSP บางอย่างในขณะที่ผู้ออกแบบตั้งใจจะให้ทำงานในเวลาที่ต่างกันเท่านั้น

เวลาอื่นที่คุณอาจดึงพลังงานมากเกินไปอยู่ภายใต้เงื่อนไขข้อผิดพลาดจริง นี่คือเมื่อสิ่งที่ผิดพลาดอย่างแท้จริงเช่น IC ล้มเหลวในสภาพที่สั้นหรือมีคนโดยไม่ตั้งใจเชื่อมต่อสองเข้าด้วยกันหรือบางสิ่งบางอย่างตามสายเหล่านี้

สำหรับสิ่งที่เกิดขึ้นกับอุปกรณ์ทั้งหมดนี้ยังขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และ PSU ที่ใช้ หาก PSU ลดแรงดันอาจเป็นไปได้ว่าอุปกรณ์อาจล้มเหลวหากระบบไม่สามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าได้


3
ในฐานะที่เป็น "ข้อมูลเล็กน้อยสำหรับคนธรรมดา": แหล่งจ่ายพลังงานเชิงทฤษฎีสามารถส่งออกกระแสอนันต์ แหล่งจ่ายไฟที่ใช้งานได้มีตัวต้านทานภายในซึ่งเป็นผลรวมของการเดินสายไฟและส่วนประกอบอื่น ๆ ทั้งหมด ในรูปแบบของแหล่งจ่ายไฟตัวต้านทานคือสิ่งที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าตกเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น พลังงานที่สูญเสีย (แปลงเป็นความร้อน) ผ่านความต้านทานภายในนี้คือสาเหตุที่แหล่งจ่ายไฟต้องการการระบายความร้อน
Vincent Vancalbergh

9

ทุกสิ่งที่ Kellenjb บอกว่าคุณเป็นจริงอย่างแน่นอน สิ่งที่ฉันต้องการเพิ่มคือข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีจัดการกับปัญหานี้เมื่อสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์

คุณมีอุปกรณ์สองชิ้นที่เกี่ยวข้องคือพาวเวอร์ซัพพลายและวงจรที่ทดสอบ ตอนนี้ชัดเจนว่าหากวงจรที่ทดสอบพยายามดึงพลังงานมากเกินไปและแหล่งจ่ายไฟไม่สามารถจัดการกับมันได้อย่างปลอดภัยแล้วสิ่งที่ไม่ดี (เช่นไฟ) อาจเกิดขึ้นได้

พิจารณาสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อมีข้อบกพร่องในวงจรภายใต้การทดสอบและดึงพลังงานมากเกินไปจากแหล่งจ่าย (เช่นแบตเตอรี่รถยนต์) ที่สามารถให้พลังงานจำนวนมากได้อย่างปลอดภัย ในกรณีนี้มันไม่ใช่เสบียงที่เป็นปัญหา แต่เป็นวงจรภายใต้การทดสอบที่อาจติดไฟหรือมีแนวโน้มว่าจะปล่อย "ควันเวทย์" มากกว่า

วิธีนี้จะจัดการโดยทั่วไปในห้องปฏิบัติการที่สร้างต้นแบบคือการใช้แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะที่สามารถ จำกัด กระแส โดยทั่วไปจะมีสองหน้าจอ (เมตรหรือไฟ LED ฯลฯ ) ที่ด้านหน้าหนึ่งสำหรับแรงดันและหนึ่งสำหรับปัจจุบัน นอกจากนี้ยังจะมีวิธีการตั้งค่าทั้งแรงดันและกระแสที่ต้องการ มันจะทำงานในโหมด จำกัด แรงดันไฟฟ้าหรือ จำกัด ในปัจจุบัน

ทีนี้สมมติว่าคุณรวมวงจรบนเขียงหั่นขนมและคุณคำนวณว่ามันต้องใช้ 5 V และใช้สูงสุดหรือ 100 mA คุณจะใส่ค่าเหล่านั้นลงในแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะของคุณซึ่งจะรับประกันได้ว่าแรงดันไฟฟ้าจะไม่เกิน 5 V (อาจน้อยกว่านี้หากคุณทำให้ขั้วสั้นลง) และจะส่งมอบกระแสไม่เกิน 100mA หากวงจรของคุณพยายามดึงพลังงานมากเกินไปแหล่งจ่ายไฟจะแสดงข้อผิดพลาดและป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลมากเกินไป

ในขณะที่แหล่งจ่ายดังกล่าวไม่สามารถรับประกันได้ว่าส่วนประกอบในวงจรของคุณจะไม่เสียหาย (คุณสามารถวางสายนำขึ้นด้านหลังได้) พวกเขาสามารถลดโอกาสในการทำลายส่วนประกอบและอาจป้องกันไฟได้มากกว่า


3
วงจรโหลดอาจสั้นมากวาดเกินกว่าแหล่งจ่ายไฟที่สามารถส่งออกเมื่อเปิดโหลดครั้งแรก ตัวอย่างเช่นหากโหลดมีตัวเก็บประจุจำนวนมากที่ต้องชาร์จประจุกระแสไฟชาร์จอาจไหลในเข็มที่มีขนาดใหญ่ซึ่งจะจ่ายให้น้อยกว่าความจุของแหล่งจ่ายเมื่อประจุถูกประจุ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นการดีกว่าถ้าคุณตั้งอุปทานของม้านั่งข้างบนที่คุณคิดว่ามันจะต้องเป็นและดูการไหลของกระแสเมื่อเริ่มต้นด้วยออสซิลโลสโคปโพรบปัจจุบัน จากนั้นออกแบบอุปทาน PCB เพื่อจัดการกับมัน
Matt B.

2
@Matt ฉันได้เห็นกระดานทำตัวเหมือนว่าพวกเขาตายไปแล้วสั้น ๆ เพราะมันไม่มีกระแสพอที่จะเริ่มต้นได้ ดังนั้น +1
Kellenjb
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.