Fuentes de alimentación múltiples en serie: ¿Es posible una tensión negativa en una de ellas?

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Es una práctica común conectar varias fuentes de alimentación en serie para obtener un voltaje más alto; ejemplos: 1 , 2 , 3 , 4 . Muchas fuentes de alimentación están diseñadas para manejar bien esta aplicación. Sin embargo, se advierte a los usuarios que revisen el manual de una fuente de alimentación si realmente se recomienda usarla en serie con otra.

Un problema que podría surgir se llama inversión de polaridad , es decir, un voltaje negativo que se fuerza en la salida del suministro "más débil" en la cadena de dispositivos conectados en serie. ¿Cómo es esto posible?

Nota: La misma historia para las baterías. Uno debe asegurarse de que < a href="https://electronics.stackexchange.com/a/60735/930"> se usa el mismo tipo de batería junto con otra , y que las baterías conectadas en serie múltiple son igualmente buenas (o mediocres) ) forma.

    
pregunta zebonaut

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La condición a considerar para que esto suceda es una carga más allá de la calificación de los suministros en cuestión. Lo más grave, un cortocircuito. Un cortocircuito no necesita ser permanente e incluso puede ser una parte del uso normal: un motor, al arrancar, o un condensador, cuando se carga desde 0 V, también parece un cortocircuito.

Para explicar cómo puede aparecer un voltaje negativo en la salida de una fuente, usemos un diagrama con algunas flechas. La tensión de salida de la fuente A se llamará V A , la salida de la fuente B V B , y la tensión en la carga se llamará V L . / p>

Fuente

Con KVL:

\ $ V_A + V_B = V_L \ $

Esto es cierto para el funcionamiento normal, cuando queremos usar, por ejemplo, dos suministros con V A = V B = 12 V para una carga que necesita V L = 24 V:

\ $ 12V + 12V = 24V \ $

Para un cortocircuito, V L = 0 V, y KVL aún se aplica. Por lo tanto, \ $ V_A + V_B = 0 \ $ o

\ $ V_A = -V_B \ $

Si queremos evitar voltajes negativos en cualquiera de los dos suministros, la única solución posible es

\ $ V_A = V_B = 0 \ $

Sin embargo, debido a que \ $ V = R \ cdot I \ $, y debido a que cualquier fuente de alimentación real tiene una resistencia interna distinta de cero, esto también significa que no debe fluir corriente. Ahora, una fuente de alimentación intentará entregar corriente. Dado que la corriente o el límite de potencia de los dos suministros no serán exactamente iguales, el suministro "más fuerte" podrá mantener un voltaje de salida positivo pequeño, y la única forma de resolver la ecuación KVL es retroalimentar el otro suministro , con un voltaje negativo a través de su salida.

    
respondido por el zebonaut

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