Преимущества последовательного или параллельного подключения программируемых источников питания постоянного тока

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой источников питания постоянного тока, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Примечание по применению

По своей сути, блок питания — это устройство, подающее электроэнергию на электрическую нагрузку, такую как компьютер, бытовая техника или зарядное устройство. Основная функция блока питания — преобразование электроэнергии из источника (например, коммунальной сети) в нужное напряжение, ток и частоту. Иногда блок питания встроен в оборудование (например, в компьютеры), а в других случаях является отдельным устройством (например, в бытовых приборах).

В некоторых случаях одного блока питания недостаточно для обеспечения необходимой мощности: требуемое напряжение или ток могут превышать возможности одного устройства. Например, требуемое напряжение может быть намного выше, чем обеспечивает блок питания. Или ток, требуемый нагрузкой, может быть намного выше, чем возможности одного блока питания.

Последовательное подключение программируемых источников питания постоянного тока

В тех приложениях, где требуемая мощность намного выше, чем может обеспечить один источник питания, пользователь может подключить несколько источников питания последовательно или параллельно, в зависимости от требований. Параллельное подключение нескольких источников питания увеличит ток и мощность, в то время как напряжение останется постоянным. И наоборот, последовательное подключение добавляет напряжения отдельных источников, что приводит к более высокому общему выходному напряжению, в то время как ток останется прежним. Это представлено в уравнении ниже.

V_out — это выходное напряжение, а V1, V2, V3…. — это отдельные источники питания, соединенные последовательно. Однако есть некоторые правила, которые пользователь должен соблюдать перед последовательным соединением источников питания.

Шесть важных советов по последовательным соединениям

1. Настройки напряжения на каждом блоке питания должны быть идентичными.
2. Разделите общее необходимое напряжение на количество последовательно подключенных источников питания. Если вы используете два источника питания, установите каждый на половину общего необходимого напряжения. Если вы используете три источника питания, установите каждый на одну треть общего необходимого напряжения. И так далее.
3. Убедитесь, что текущие настройки на каждом блоке питания совпадают.
4. Никогда не превышайте номинальное выходное напряжение изоляции любого из последовательно соединенных источников питания.
5. Никогда не подвергайте источник питания воздействию отрицательного напряжения.
6. Источники питания должны контролироваться индивидуально.

Электромобили: примеры параллельного применения

Последовательные соединения востребованы в электромобилях, где производители переходят с батарей 400 В на 800 В. Повышение напряжения увеличивает эффективность, ускоряет зарядку и снижает вес компонентов. При 800 В ток снижается, позволяя использовать более тонкие кабели и компактные электронные элементы, что уменьшает вес и потери на нагрев, повышая эффективность и запас хода. Также батареи заряжаются быстрее, что привлекает покупателей. Сегодня около десяти автопроизводителей, включая Tesla (Cybertruck), уже используют 800 В, и их число растет.

Программируемые блоки питания постоянного тока, обеспечивающие различные выходные напряжения постоянного тока

Такие производители, как EA Elektro-Automatik, производят программируемые блоки питания постоянного тока, которые обеспечивают различные выходные напряжения постоянного тока. Перед началом проекта убедитесь, что блоки питания имеют схожие номиналы, прежде чем соединять их последовательно. Чтобы сгенерировать питание 800 В из блоков 400 В, два одинаковых блока питания должны быть соединены последовательно, как показано на рисунке 1. EA производит блоки 500 В, которые наиболее близки к требуемым 400 В, например, EA-PSB 10500-30, программируемый двунаправленный блок питания постоянного тока, и его выход может быть установлен на 400 В, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Два источника питания напряжением 400 В, соединенные последовательно, для генерации напряжения 800 В.



Рисунок 2 - Разъемы задней панели двунаправленного блока питания EA-PSB.

Программное обеспечение EA Power Control позволяет управлять до 20 устройств EA с одного ПК под управлением Windows

Рисунок 3 - Чтобы создать отрицательное опорное напряжение, заземлите среднюю точку.

Параллельное подключение источников питания

Решение подключает два или более источников питания параллельно для приложений, требующих более высокой мощности и тока, чем один источник питания. Однако перед параллельным подключением источников питания пользователь должен убедиться, что ток нагрузки равномерно распределен между источниками питания. Для этого пользователь должен убедиться, что используются идентичные источники питания и идентичные кабели или проводники для подключения выходных разъемов + и - тестируемого устройства. Кроме того, для подключения блоков питания к нагрузке используются кабели одинаковой длины и толщины. В результате падение напряжения на кабелях проводки одинаково, что обеспечивает одинаковое напряжение на источниках питания и равномерное распределение тока от каждого источника питания в этой операции.

На практике многие производители источников питания оценивают свою продукцию, как импульсные, так и линейные источники питания, как соответствующую параллельному подключению. В идеале для идеального распределения тока различные источники питания, используемые в этой конфигурации, должны иметь идентичные выходные импедансы и максимально близкую настройку выходного напряжения. Со временем этот сценарий не гарантируется из-за нормального рассеивания выходных параметров и влияния старения, включая температуру.

Для этого производители, такие как EA, внедрили технологию под названием Master-Auxiliary с выделенной шиной распределения нагрузки. В этом режиме, когда несколько моделей блоков питания одной серии, например серии PSI 10000, подключены через шину Master-Auxiliary и шину Share, вся многоустройственная система ведет себя как единое устройство. С помощью шины Master-Auxiliary системные данные, такие как общая мощность и общий ток, собираются и отображаются на главном устройстве. Предупреждения и сигналы тревоги для вспомогательных устройств четко отображаются на дисплее. Шина Share обеспечивает равномерное распределение нагрузки для отдельных устройств.

По данным EA (рисунок 4, ниже), существует четыре шага для параллельного подключения программируемых двунаправленных источников питания постоянного тока компании:

Шаг 1. Физически запараллелите выходы +/-

Шаг 2. Подключите шину Share, чтобы гарантировать, что блоки распределяют ток равномерно

Шаг 3. Подключите главную/вспомогательную шину, чтобы обеспечить связь между блоками

Шаг 4. Настройте каждый блок как главный или вспомогательный в меню настроек и установите резисторы смещения и согласования, как показано справа.

Рисунок 4 - Программируемые двунаправленные источники питания постоянного тока компании EA легко подключаются параллельно с помощью кабеля Cat-5 (для связи) и кабеля BNC для распределения тока.

Устройства EA легко подключаются параллельно с помощью кабеля Cat-5 (для связи) и кабеля BNC (для распределения тока).

Подводя итог, можно сказать, что такие производители, как EA Elektro-Automatik, производят блоки питания, которые обеспечивают различные выходные напряжения постоянного тока и токи, которые можно легко подключать последовательно или параллельно, в зависимости от конечных требований, для множества приложений.

Для получения дополнительной информации о том, как программируемые блоки питания постоянного тока EA Elektro-Automatik и программное обеспечение EA Power Control могут соответствовать требованиям приложений, посетите веб-сайт EA или свяжитесь с нами.

Магазин Gtest® - официальный поставщик источников (блоков) питания постоянного тока в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/bloky-pitaniya