如果将两个不同的直流电压源并联连接会怎样?


40

我有一个计算机电源,可以作为台式电源一起使用。为了使该特定型号上电,我需要在+ 5V和+ 12V上都施加最小负载。

我想:“很容易,我只需将+5和+12都连接到我的功率电阻器上!” 它起作用了,但是随后我开始思考,将这两个不同的电压并联连接是什么意思?如果电压相同,那么我将增加电流。但是不同的电压呢?

另外,如果我串联连接了+5和+12,然后又加了负载怎么办?等效电压为+ 17V;那和并行有什么区别?

还是我走错路了?我应该在每个导轨上放置一个单独的电阻器吗?看来我可以做得更好。


1
非常有趣且有点危险的问题。好东西计算机PSU-ts具有过流和过热保护功能,因此它们可以容忍很多错误。
Vorac

2
我的电子学讲师告诉我们,当并联连接两个不同的电压源时,将导致所有电子器件继续运行的魔力烟雾从一个电压源中散发出去。
Keagan Ladds

Answers:


34

首先是一些理论:

通常,PC电源不希望在冗余模式下运行(即输​​出捆绑在一起)。

用行业术语来说,此功能称为“或”(不是 O形环)。如果在设计电源时考虑到OR-ing,则电路中将添加一些其他内容:

  1. 某些隔离方式(二极管或MOSFET)
  2. 在绝对零负载下保持调节的一些方法(防回滚)
  3. 负载均衡的一些方法(强制或下降)

这些因素使您可以将相同的电压轨连接在一起,以提供超过单个电源所能提供的负载电流,并且如果单个单元发生故障,则可使轨保持上升状态(如果负载可以由N-1个单元提供)。如果不小心将较高的电压连接到较低的电压,它也为您提供了一些保护措施。

而且,大多数PC电源返回端都相互捆绑在一起。通常没有可用的隔离输出(独立收益)。

现在,您的实验会产生以下实际影响:

  1. 如果+ 5V上有一些可以承受+12电压的OR-ing方式,则将+ 12V和+ 5V电压轨连接在一起是“安全的”。+ 5V不会向负载提供任何电流,因为它会被“或”器件阻塞。

您很可能已经对+ 5V进行了反向偏置,并在某些额定仅为10V的电解电容器上施加了12V的电压。

  1. 如果其中一条导轨的返回与另一条无关,则串联“ + 12V”和“ + 5V”仅是“安全”的。如果返回是常见的,那么您要做的就是短路“底部”上的导轨(具有连接到高端的返回的导轨)。

电池!=电源。进入电池的能量会对其充电。进入电源输出的能量通常会抽烟。


1
也不能将随机电池并联(如原始问题的链接所示),因为如果它们的电压和充电状态(充满度)不同,则它们可能会以无限电流充电。电池和灯泡示例似乎旨在教授电压,电流和电阻,但是电池不是理想的电压或电流源。可能不小心并联使用可充电电池。如果必须要使用廉价的一次性电池(以降低成本),则最好进行该实验。
Matt B.

26

补充一下Majenko所说的,在系列配置中,它也不符合您的预期。这是因为两种电源都有共同点。串联只能使17V都独立浮动,而并非如此。不能将两个具有公共接地的电源串联连接。

无论是串联还是并联,任一种方式都非常糟糕

将两个不同电压的电源连接在一起:

任何问题?


3
很好的例证,哈哈
阿卜杜拉·卡拉曼


2
这又是那个疯狂的小丑
。–奥利·格拉泽

但是,两个串联的墙壁适配器可以工作-因为它们通过变压器隔离。对?
Vorac 2013年

13

并联时,您的总电压将为+ 12V。

您的+ 5V馈电将被+ 7V过载。

这不好

您可能会损坏电源内部。

尤其是如果+ 5V部分使用的额定电压低于12V的电容器... pop


1
总电压实际为12v吗?我认为两者都将尝试拉高各自的电压,从而在中间产生一定的电压,直到一个或另一个或两者都出现致命问题为止。
Kellenjb 2011年

@Kellenjb-如我的回答所述,介于两者之间。两者并联的唯一方法是12V,如果5V电源具有无限的内部电阻。
奥利·格拉泽

1
由于反激式转换器无法消散过多的电压,因此该电压可能为12V。(这就是为什么要有一个负载电阻器的原因)
W5VO

@ W5VO谢谢您……我不是像这样的大型PSU的专家,并且不确定它们是否具有试图降低输出电压的反馈电路。
Kellenjb 2011年

@Oli,您可能想看看W5VO必须说什么,因为这可能意味着您的答案实际上是错误的。
Kellenjb 2011年

12

如果将5V和12V并联,则电压将介于两者之间,具体取决于每个电源的内部电阻。
如果两个电源的内部电阻相等,则合成电压将为8.5V。这将适用于例如电池或类似的简单电压源。

但是,如W5V0所示,使用两个开关电源时,由于较低的电源轨无法吸收电流(由于二极管),并且对12V电源轨有效地呈现出高阻抗,因此产生的电压可能会是两者中较高的。因此,应该发生的一切(请参见下文)是较低的电源轨将上升到较高的电源轨的潜力。

直接连接两个不同的电源轨不是一个好主意,这是由于彼此相对的低阻抗源可能引起的问题,并且较低电源轨的电路可能无法承受来自较高电源轨的电压。
但是,在切换器的情况下,由于无法吸收上述电流,很可能不会出现魔术烟雾。然而,它有可能是下轨二极管不会像反向偏置这么多,任何电容可能不被额定为高电压(绝对给出的极具竞争力的价格,这些东西瞄准的可能性-每一分钱有差别)
如果需要中点电压源,然后可以使用某种稳压器来提供低阻抗源。

您提供的链接用于连接相同电压的电池,这可以视为完全独立的电源。PSU中的滑轨将共享一个公共接地(例如,两个电池的负极端子连接在一起),如果尝试串联连接,则会有效地将其中一个滑轨短路到接地,这是不好的。

在没有示意图或更多有关最终要使用的电压和控制系统(例如保护,电压/电流调节等)的信息的情况下,不清楚您要对输出做什么。为了使每个导轨上的负载最小,您只需要使用两个单独的电阻器接地即可。


1
“还不太清楚您要用原理图做什么”……他正在尝试给PSU增加负载,以便PSU可以打开,那么他又怎么能清楚呢?
Kellenjb 2011年

我指的是他想要/计划如何准确地处理输出。例如,他是否希望+ 5V和+ 12V分开,或+ 17V,或其他。最小负载部分是明确的,我将对其进行澄清。即使是最简单的东西,我也喜欢小图表/示意图,因为在这些情况下图片通常可以很好地增强/传达信息,尤其是在涉及询问/回答的人的母语不同的情况下。
奥利·格拉泽

我知道您的陈述合格,但是值得一提的是,开关模式转换器通常没有吸收电流的方法。5V电路起任何作用的唯一方法是发生爆炸:)
W5VO

是的,我同意您对切换器的看法,写这篇文章时,我并没有考虑切换转换器(很傻,我知道,因为它是PC供电的,所以还会有其他问题。)我将编辑我的回答以提及这个。
奥利·格拉泽

4

每个电源电压上都有一个单独的负载电阻是+5和+12都加载的唯一正确方法。但是,取决于电源,仅加载+5可能就足够了,因为+12通常是为磁盘驱动器电动机保留的。


4

我不知道您的电气工作台是什么样子,但是在我的情况下,我可以很容易地找到一个旧的4GB硬盘并将其作为虚拟负载安装。它可能不像您想要的那样可移植,但是过去为我提供了一个虚拟负载。


2

在此处输入图片说明

这是计算机电源的电路图,我添加了它来为您的实验提供一些帮助:

1-如果您将12v与5v并联,则得到的差是7v

2-您不能将12v和5v串联,因为它们的接地方式不同


0

将两个相等电压的电源放在一起不太可能导致良好的电流分配。将两个不同电压的电源放在一起是一个更可怕的想法。低压电源关闭(无用)或吸收电流。如果设计为吸收电流,它将减少来自较高电压电源的可用电流。如果不是为了吸收电流而设计的(大多数不会这样做),则可能会发生许多坏事。


0

您似乎愿意冒着“吹断”电源的高风险,只是为了节省一个“预加载”电阻器!是的,您应根据需要对每个导轨使用预加载电阻。是的,您不能做得更好


-1

直接的方法是(根据David Irwin进行的基本电气工程电路分析)“除非电流源指向相同的方向并具有完全相同的值,否则禁止将电流源进行串联或将电压源进行并联”。


-5

这是未定义的。在这些电压相同之前,我们无法并联连接两个电压源。同样,在这些电流源具有相同的值之前,我们无法串联它们。


4
OP的问题不是关于理论上理想的电压源,而是关于“我要作为台式电源一起使用的计算机电源”。
Photon
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.