Cosa succede quando un dispositivo assorbe più corrente di quella fornita dall'alimentatore?


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Sono più un programmatore di software, ma ho una domanda di base sull'elettronica.

Cosa succede quando un dispositivo assorbe più corrente di quella fornita dall'alimentatore? E in quale circostanza può accadere: cattiva progettazione della scheda o non determinare lo scenario peggiore del funzionamento del dispositivo?
Come si vede effettivamente questo in un ambito? Cosa a sua volta accade al dispositivo se questo non viene corretto?

Risposte:


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Ci sono molte cose diverse che possono accadere quando si estrae troppa potenza e questo dipenderà dalla tecnologia utilizzata. Le cose tipiche che vedrai sono la tensione che scende al di sotto dell'uscita specificata o si interrompe completamente. Alcuni sistemi potrebbero avere un fusibile che si interrompe quando si estrae troppa potenza. O il caso peggiore è superare il livello di sicurezza di alcuni componenti che causano surriscaldamento e potenzialmente causano molti problemi (incendio, ecc.).

Le circostanze in cui ciò può accadere praticamente ricadono sul progettista del consiglio di amministrazione. Molte volte è più economico costruire un alimentatore in grado di fornire meno corrente, quindi il progettista minimizzerà il costo il più possibile pur restando al sicuro. Se c'è qualche caso che il progettista del consiglio di amministrazione non ha preso in considerazione, potrebbe trarre troppo potere. Questi casi potrebbero essere cose come l'esecuzione di un modulo RF mentre si esegue un lavoro DSP, mentre il progettista inizialmente intendeva che funzionassero solo in orari separati.

L'altra volta in cui è possibile che venga assorbita troppa potenza si verifica una condizione di errore effettiva. Questo è quando qualcosa va davvero storto, come un IC non riesce in una condizione breve, o qualcuno accorcia accidentalmente due connessioni insieme o qualcosa lungo queste linee.

Quanto a ciò che accade al dispositivo, tutto dipende anche dal dispositivo stesso e dall'alimentatore in uso. Se l'alimentatore diminuisce la sua tensione, potenzialmente il dispositivo potrebbe non funzionare se il sistema non è in grado di gestire la tensione.


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Come una piccola "informazione per i non addetti ai lavori": gli alimentatori teorici possono generare corrente infinita. Pratici alimentatori hanno una resistenza interna che è la somma di tutti i cavi e altri componenti. Nel modello di tale alimentatore, la resistenza è ciò che provoca la caduta di tensione all'aumentare della corrente. La potenza persa (convertita in calore) attraverso questa resistenza interna è il motivo per cui un alimentatore necessita di raffreddamento.
Vincent Vancalbergh,

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Tutto ciò che Kellenjb ti ha detto è assolutamente vero. Quello che vorrei aggiungere sono alcune ulteriori informazioni su come affrontare questo problema durante la costruzione di circuiti elettronici.

Hai due pezzi coinvolti, un alimentatore e il circuito sotto test. Ora chiaramente se il circuito in prova tenta di assorbire troppa potenza e l'alimentatore non è in grado di gestirlo in modo sicuro, possono accadere cose brutte (come un incendio).

Considera cosa succede quando c'è un bug nel circuito in prova e consuma energia eccessiva da un alimentatore (come una batteria per auto) in grado di fornire molta energia in modo sicuro. In questo caso non è la fornitura il problema ma piuttosto il circuito sotto test che potrebbe prendere fuoco, o più probabilmente rilasciare il suo "fumo magico".

Il modo in cui questo viene generalmente trattato in un laboratorio in cui vengono costruiti i prototipi consiste nell'utilizzare un alimentatore da banco che può essere limitato di corrente. Avrà generalmente due display (misuratori o LED, ecc.) Nella parte anteriore, uno per la tensione e uno per la corrente. Avrà anche un modo per impostare sia la tensione che la corrente desiderate. Funzionerà in modalità a tensione limitata o corrente limitata.

Supponiamo ora di mettere insieme un circuito su una breadboard e calcolare che richiederà 5 V e utilizzare un massimo o 100 mA. Inseriresti quei valori nel tuo alimentatore da banco che garantirebbe che la tensione non supererebbe mai i 5 V (potrebbe essere inferiore se cortocircuisci i terminali) e che non verranno erogati più di 100 mA di corrente. Se il circuito tenta di assorbire troppa potenza, l'alimentatore fornirà un'indicazione di errore e impedirà il flusso eccessivo di corrente.

Sebbene tale fornitura non possa garantire che i componenti del circuito non vengano mai danneggiati (ad esempio, è possibile cablare i cavi all'indietro), possono ridurre notevolmente le possibilità di distruggere un componente e forse, soprattutto, prevenire un incendio.


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Un circuito di carico potrebbe, molto brevemente, assorbire più di quanto l'alimentazione possa emettere quando il carico viene acceso per la prima volta. Ad esempio, se il carico ha molti condensatori che devono essere caricati, la corrente di carica potrebbe fluire in un picco di grandi dimensioni, che si riduce a molto meno della capacità di alimentazione una volta caricati i condensatori. Per questo motivo è meglio impostare la fornitura del banco al di sopra di dove si ritiene che debba essere, e guardare la corrente che scorre all'avvio con una sonda di corrente dell'oscilloscopio. Quindi progettare l'alimentazione PCB per gestirlo.
Matt B.

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@Matt Ho visto le schede comportarsi come se avessero un corto circuito perché non aveva abbastanza corrente per avviarsi. Quindi +1.
Kellenjb,
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