電源装置が供給できる以上の電流をデバイスが引き込むとどうなりますか?


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私はソフトウェアプログラマーですが、エレクトロニクスに関する基本的な質問があります。

電源装置が供給できるよりも多くの電流がデバイスに流れるとどうなりますか?そして、どのような状況でそれが起こる可能性があります-悪いボード設計またはデバイス操作の最悪のシナリオを決定しませんか?
これを実際にスコープでどのように見ますか?これが修正されない場合、デバイスはどうなりますか?

回答:


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力を入れすぎるとさまざまなことが起こる可能性がありますが、これは使用しているテクノロジーによって異なります。表示される典型的なものは、電圧が仕様の出力を下回るか、完全に遮断されることです。一部のシステムには、電源を入れすぎるとトリップするヒューズが付いている場合があります。または、最悪の場合、一部のコンポーネントの安全定格を超えて過熱し、多くの問題(火災など)を引き起こす可能性があります。

これが起こる可能性のある状況は、すべてボード設計者に委ねられます。多くの場合、より少ない電流を供給できる電源を構築する方が安価であるため、設計者は安全性を維持しながらコストを可能な限り最小限に抑えます。ボード設計者が考慮していないケースがある場合、彼らはあまりにも多くの電力を引き出す可能性があります。これらのケースは、設計者が当初は別々の時間にのみ動作することを意図していたのに対し、DSPの作業中にRFモジュールを実行するようなものです。

それ以外の時間に電力を過剰に消費する可能性があるのは、実際の障害状態です。これは、ICがショート状態に失敗したり、誰かが誤って2つの接続をショートしたり、これらのラインに沿って何かが何かのように何かが本当にうまくいかないときです。

デバイスに何が起こるかについては、これもすべてデバイス自体と使用されているPSUに依存します。PSUの電圧が低下した場合、システムが電圧を処理できないとデバイスが故障する可能性があります。


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ちょっとした「素人向けの情報」として:理論的な電源は無限の電流を出力できます。実際の電源には、すべての配線と他のコンポーネントの合計である内部抵抗があります。このような電源のモデルでは、抵抗が電流の増加とともに電圧を低下させます。この内部抵抗によって失われた(熱に変換された)電力が、電源装置の冷却が必要な理由です。
ビンセントヴァンカルバーグ14年

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Kellenjbがあなたに言ったことはすべて完全に真実です。私が追加したいのは、電子回路を構築するときにこの問題にどのように対処するかについてのさらなる情報です。

電源とテスト対象の回路という2つのギアが関係しています。テスト対象の回路が多くの電力を消費しようとし、電源が安全に処理できない場合、悪いことが起こります(火災など)。

テスト対象の回路にバグがあり、安全に大量の電力を供給できる電源(車のバッテリーなど)から過剰な電力を引き込んだ場合に何が起こるかを考えてください。この場合、問題となるのは電源ではなく、テスト対象の回路であり、発火する可能性が高く、おそらく「魔法の煙」を放出する可能性があります。

プロトタイプを構築するラボでこれを一般的に扱う方法は、電流制限が可能なベンチ電源を使用することです。通常、前面には電圧用と電流用の2つのディスプレイ(メーターまたはLEDなど)があります。また、目的の電圧または電流の両方を設定する方法もあります。電圧制限モードまたは電流制限モードで動作します。

ここで、回路をブレッドボード上にまとめ、5 Vを必要とし、最大または100 mAを使用すると計算したとします。これらの値をベンチ電源に入れて、電圧が5 Vを超えないようにし(端子を短絡した場合はそれより小さくなる可能性があります)、100 mAを超える電流が供給されないようにします。回路が過大な電力を消費しようとすると、電源はエラーを表示し、過剰な電流が流れるのを防ぎます。

このような電源は、回路内のコンポーネントが損傷しないことを保証することはできませんが(たとえば、リード線を逆向きに配線することもできます)、コンポーネントを破壊する可能性を大幅に減らし、おそらくより重要なことには火災を防ぐことができます。


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負荷回路は、ごく短時間、負荷が最初にオンになったときに電源装置が出力できる以上の電力を消費する場合があります。たとえば、負荷に充電する必要のあるコンデンサが多数ある場合、充電電流は大きなスパイクを流れ、コンデンサが充電されると電源の容量よりもはるかに少なくなります。このため、必要な場所より上にベンチ電源を設定し、オシロスコープの電流プローブで起動時に流れる電流を監視する方が適切です。次に、それを処理するPCBサプライを設計します。
マットB.

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@Matt私は、ボードが起動するのに十分な電流を持っていなかったので、ボードがデッドショートしているように振る舞うのを見てきました。+1。
ケレンブ
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