Параллельное подключение блоков питания


Параллельное соединение двух или более источников питания может быть хорошим решением, когда требуется запитать цепь током, превышающим предельную мощность одного блока питания. Но такое подключение не гарантирует что подключенные устройства будут работать должным образом, обеспечивая достаточно высокую мощность. На эффективность такого решения влияет множество факторов которые следует знать, прежде чем приступать к практической реализации.

Некоторые источники питания, обычно более современные импульсные, имеют специализированные решения для управления параллельной работой, такие как дополнительные линии управления или измерения. В случае менее сложных устройств также возможно получить правильную параллельную работу, но не забывайте про основные правила при проектировании этого типа соединения.

Комбинированные блоки питания должны иметь одинаковое напряжение питания, и желательно, чтобы они были одного типа. Производители обычно включают в документацию схемы советы и информацию о возможностях и рекомендуемом способе параллельного подключения. Для начала стоит подробно ознакомиться с документацией и выполнить эти рекомендации.

Идеальный источник напряжения

На клеммах идеального источника напряжения всегда преобладает одна и та же разность потенциалов (напряжение), независимо от силы тока протекающего от источника. В реальном мире не существует идеального источника напряжения – на практике все имеют конечную мощность, ограниченную в виде максимального значения тока нагрузки. Идеальный источник напряжения – это в первую очередь теоретическая модель, используемая для моделирования работы схемы.

Параллельное подключение блоков питания
Каждый реальный источник питания характеризуется ненулевым внутренним сопротивлением, которое вызывает падение выходного напряжения с увеличением тока.

Все реальные источники питания имеют ограничение тока нагрузки. После превышения этого значения напряжение на выходе БП начнёт падать до нуля. Поведение устройства после достижения максимально допустимой нагрузки зависит от конструкции БП. Схема может постепенно понижать напряжение питания по мере увеличения тока (для поддержания постоянного значения мощности) или быстро отключать питание, делая выходное напряжение равным нулю. Устройство также может автоматически вернуться к нормальной работе после перегрузки или дождаться сброса, вызванного например нажатием кнопки пользователем. При параллельном подключении источников питания важно знать поведение схемы в случае перегрузки по току.

Внутреннее сопротивление БП

Реальные источники питания имеют положительное внутреннее сопротивление. По этой причине с увеличением тока нагрузки напряжение на выводах БП уменьшается. ИП обычно проектируются так, чтобы полное сопротивление и падение напряжения были как можно более низкими, обычно значительно ниже 1 Ом – это один из наиболее важных параметров, указанных в характеристиках устройства.

Кроме того, реальное значение выходного напряжения блока питания зависит от многих параметров его компонентов, поэтому даже отдельные блоки одной модели будут немного отличаться в этом отношении.

Для параллельной работы выгодно выбирать схемы с максимально близким напряжением питания – слишком большая разница напряжений может привести к тому, что одно из устройств (с более высоким напряжением) попытается запитать подключенную схему самостоятельно, в то время как другое останется ненагруженным.

Полезное:  Схема БП для мощной радиостанции
Параллельное подключение блоков питания
Даже небольшая разница в выходных напряжениях параллельно подключенных источников питания может привести к некорректной работе и отсутствию нагрузки на одно из устройств.

Некоторые БП оснащены функцией удаленного измерения, то есть специальным входом для контроля выходного напряжения. Это позволяет компенсировать падение напряжения связанное с увеличением тока нагрузки и сопротивление провода.

Параллельное подключение блоков питания

Необходимым условием для параллельной работы является одинаковое значение напряжения на выводах объединенных источников питания. Пока это значение различное, под нагрузкой будет работать только устройство с более высоким напряжением. Из-за ненулевого внутреннего сопротивления источника его выходное напряжение будет уменьшаться с увеличением тока нагрузки. При определенной нагрузке, после выравнивания напряжений, должен заработать второй блок питания, изначально с меньшим напряжением. Но если падение напряжения при максимально допустимой нагрузке одного БП ниже, чем разница напряжений между подключенными устройствами, первая цепь отключится до включения следующей, и всё это не будет работать должным образом.

Параллельное подключение блоков питания
Дополнительное сопротивление и выпрямительные диоды защищают схему и увеличивают общий диапазон рабочих характеристик обоих устройств, но значительно ухудшают их эффективность.

Есть методы повышения эффективности параллельной работы, одним из таких является увеличение падения напряжения в зависимости от увеличения тока нагрузки. Это улучшает сходимость характеристик источников питания, тем самым увеличивая вероятность правильной совместной работы под нагрузкой. Такого эффекта можно добиться за счет увеличения внутреннего сопротивления устройства. Некоторые модели блоков питания имеют встроенные схемы регулирования, позволяющие изменять это значение в определенном диапазоне. В противном случае используйте внешнее сопротивление, подключенное последовательно к выходу источника питания в виде дискретных элементов (резисторов), более длинных соединительных кабелей или их комбинации. Очевидным недостатком этого решения является снижение энергоэффективности – увеличивается количество энергии рассеиваемой в виде тепловых потерь, что может вызвать дополнительные проблемы, связанные с охлаждением.

Защита выходов источника питания

При параллельном подключении нескольких источников питания существует риск того, что ток нагрузки от одного (с более высоким напряжением) будет течь на выходы других источников (с более низким напряжением). Большинство БП имеют защиту от такого рода ситуаций, но некоторые источники питания могут быть чувствительны к данному явлению (что может привести к повреждению), поэтому стоит позаботиться об их соответствующей защите.

Один из самых простых способов – последовательно подключить выпрямительный диод на выходе. Правда это связано со снижением выходного напряжения и энергоэффективности.

В общем параллельное соединение блоков питания может быть эффективным способом питания цепей более высокой мощности, но правильная реализация такого решения может потребовать тщательного выбора устройств и использования дополнительных элементов. Полученный таким образом выход по току не обязательно должен быть равен сумме параметров подключенных устройств, следует также учитывать необходимость ухудшения других характеристик БП, таких как диапазон регулирования напряжения.

Параллельное подключение блоков питания

В любом случае для параллельной работы следует выбирать источники питания с максимально близким значением фактического выходного напряжения.


НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ