Operação paralela e serial de canais em unidades de fontes de alimentação (PSUs) em geral

Pergunta

Minhas PSUs têm canais isolados para operação em um ou dois quadrantes. Gostaria de utilizá-las para diversas aplicações. Mas, infelizmente, o manual não oferece uma resposta completa para minhas questões.

• Aumentar a tensão de saída
• Aumentar a corrente de saída
• Aumentar a potência de saída utilizando unidades de fontes de alimentação (PSUs) adicionais
• Elemento Peltier (tensão negativa e positiva a aplicar - para dois canais em uso com conexão antiparalela)

Vocês podem explicar a fiação das linhas de detecção?

Resposta

1.) Aumentar a tensão de saída (modo serial)

A seguinte interconexão adiciona as tensões de saída individuais. A mesma corrente passa por todas as saídas. Os limites de corrente para as saídas com fiação em série devem ser definidos para um valor idêntico. Se uma das saídas exceder o limite de corrente, há um colapso da tensão total. É recomendável que você defina todas as tensões para o mesmo valor para distribuir uniformemente as cargas.

Ative todos os canais conectados, principalmente quando você tiver conectado uma carga com baixa resistência. Caso contrário, os diodos protetores de um canal desativado podem ser sobrecarregados e danificar o instrumento.

Outro aspecto importante a observar é a tensão máxima à terra - a tensão resultante da conexão em série não deve exceder este valor.

2.) Aumentar a corrente de saída (modo paralelo)

Se for necessário aumentar a corrente total, a fiação das saídas da fonte de alimentação deve ser realizada em paralelo. As tensões de saída das saídas individuais devem ser definidas para o mesmo valor de tensão, com a maior precisão possível. Para pequenas diferenças de tensão, é comum carregar primeiro uma saída de tensão até o limite de corrente neste modo de funcionamento; a outra saída de tensão fornece a corrente restante.

A corrente máxima total é a soma das correntes individuais de todas as fontes conectadas em paralelo. Para fontes de alimentação conectadas em paralelo, é possível que as correntes compensadoras fluam dentro das fontes de alimentação. A utilização de fontes de alimentação de outros fabricantes que não sejam imunes à sobrecarga pode causar a destruição dessas unidades devido à distribuição desigual das correntes.

Geralmente, o canal com a maior tensão de saída fornece a maior corrente. Quando esse canal atinge o limite de corrente, o próximo canal conectado em paralelo fornece a corrente restante.

Observe que as tensões nos canais individuais são ligeiramente diferentes devido às tolerâncias. Ao aumentar um pouco a tensão, você pode distribuir mais uniformemente a carga. Se a tensão de um canal for aumentada em alguns mV, por exemplo (com um conjunto de cabos idênticos), a corrente é inicialmente fornecida por este canal.

Também recomendamos utilizar as configurações de limite de corrente para distribuir a carga uniformemente em múltiplos canais. Distribua a corrente total proporcionalmente aos limites de corrente dos canais conectados. Esse procedimento também distribuir mais uniformemente as perdas de potência aprimorando, assim, a dissipação de calor e protegendo os semicondutores contra danos.

3.) Considerações gerais sobre o aumento da potência de saída utilizando PSUs/canais adicionais

É necessário cuidar dos aspectos descritos para os modos paralelo e serial, bem como dos seguintes tópicos:

• A tensão máxima à terra não pode exceder o menor valor de todas as PSUs em uso.
• Algumas PSUs têm conectores na parte traseira para menor resistência de conexão – utilize preferencialmente esses conectores.
• Sempre utilize cabos com secção transversal maior possível para manter a resistência do condutor tão baixa quanto possível.
• Ao utilizar mais de uma PSU, é importante lembrar que não é possível ligar as saídas ao mesmo tempo. Principalmente se a saída de corrente tiver que ser aumentada e o dispositivo em teste requerer corrente imediatamente, deve ser utilizada uma comutação externa adequada que somente comute o dispositivo em teste depois que todas as PSUs envolvidas estiverem prontas para operação.

4.) Caso especial de tensão positiva e negativa a aplicar no dispositivo em teste (para elemento Peltier, por exemplo):

Infelizmente, não é possível conectar as saídas de modo antiparalelo - mesmo que uma das saídas esteja "switched off" (desligada), ocorrem efeitos indesejados que podem destruir as saídas. Porém, uma possibilidade é interconectar as saídas através de um relé separado, de modo que haja um isolamento galvânico entre os canais com polaridades diferentes. Isso permite obter um interruptor com comutação dupla.

5.) Fiação das portas de detecção

Se você quiser utilizar as linhas de detecção, elas devem estar roteadas para os canais ativos com roteamento idêntico de cabos.
É importante que não possa ocorrer fluxo de corrente pelas linhas de detecção.