"لا يمكنك فقط أخذ وموازنة مصادر الجهد"

مررت أكثر من مرة أو مرتين بعبارات مثل "دعنا نشغل منظمين للجهد الكهربي بالتوازي إذا لم يكن هناك تيار إخراج كافٍ واحد." بما في ذلك هنا:
هنا - في نص المؤلف عن أخصائي الكمبيوتر الشخصي (Spectrum) habr.com/en/post/247211 (في النهاية - استخدم المؤلف مصدر طاقة للتبديل ثنائي القناة).
هنا - في التعليقات habr.com/en/post/400617/#comment_18002157
وهنا - في التعليقات habr.com/ru/post/400381/#comment_17983821
نعم الآلاف منهم:
electronics.stackexchange.com/questions/261537/dc-dc-boost-converter-inallel
forum.allaboutcircuits.com/threads/paralleling-lm317ts.16198
forum.arduino.cc/index.php؟topic=65327.0 (المناقشة تدل تمامًا من وجهة نظر إهمال الدوائر وتوفير الطاقة في روبوت متنقل).

باستدعاء القليل من TOE وباستخدام جهاز محاكاة TINA-TI ، سوف نظهر عدم إمكانية التحقق من قلة إثبات الآمال بنتيجة مواتية لهذا الغش.

حول التوصيل الموازي لمصادر الجهد من وجهة نظر قانون أوم وقواعد كيرشوف وتوي التي انضممت إليها.

يعمل مصدران للجهد (E ₁ ، E ₂ ) بمقاومات داخلية (Rin ₁ ، Rin ₂ ) على الحمل (R _n ). بعد تجميع وتبسيط 3 معادلات - نحصل على:
U _n = R _n * (Rin ₂ * E ₁ + Rin ₁ * E ₂ ) / (Rin ₁ * Rin ₂ + R _n * [Rin ₁ + Rin ₂ ]) ؛
I ₁ = (E ₁ - U _n ) / رين ₁ ؛
I ₂ = (E ₂ - U _n ) / رين ₂ .
إذا أخذنا قيمة اسمية قدرها 3.3 فولت مع اختلال EMF بقيمة ± 0.1٪ (3.303 و 3.297 فولت ، على التوالي) ، ومقاومات داخلية تبلغ 0.01 أوم ومقاومة حمل 3.3 أوم ، نحصل على تيارات بقيمة 0.8 و 0.2 أمبير على التوالي (± 60٪ من المتوقع 0.5 أ) مع الجهد عند حمولة 3.295 فولت. انتبه إلى حجم الخلل الأولي - إذا كنت لا تأخذ مصادر فائقة الدقة ومستقرة للغاية للجهد المرجعي (تكلف مثل الجناح من طائرة هليكوبتر) ، فمن الصعب تحقيقه في الإلكترونيات الدقيقة "المبتذلة". وكلما كانت مصادر الجهد لدينا أفضل (مقاومتها الداخلية أقل) وكلما زادت مقاومة الحمل ، كلما كان الخلل الحالي أكبر ، وكل الأشياء الأخرى متساوية.
مسلحين بهذه النظرية البسيطة ، دعونا نلقي نظرة فاحصة على الهيكل الداخلي لمثبتات الجهد.

على اتصال مواز للمثبتات الجهد من حيث وجود ردود الفعل فيها.

كما تعلمون ، تم بناء أكثر قليلاً من جميع مثبتات الجهد الحديثة كأجهزة تعويض - تراقب الملاحظات الجهد الكهربي عند إخراج المثبت وتبقيها ثابتة إما عن طريق تغيير المقاومة الداخلية بين المدخلات والمخرجات ، أو عن طريق تغيير نسبة الحالات المغلقة والمفتوحة بين المدخلات والمخرجات. هذا يعني حقيقة أنه إذا تم تطبيق الجهد الذي يتجاوز إنتاجه على ناتج المثبت ، فسيتعين على نظام التشغيل إيقاف تشغيل عناصر التحكم وسيخرج هذا المثبت من الصراع من أجل حياة الحمل.
لن نفكر هنا في حالات المثبت الخطي مع إخراج الدفع والسحب (المستخدم كمصادر للطاقة لأجهزة إنهاء ذاكرة DDR) ومثبتات النبض مع تصحيح متزامن. يجب أن يحاول الأول ، والأخير ، من الناحية النظرية ، تقليل الجهد عند إنتاجه.
في حالة استخدام مثبتات النبضات ، يمكن للمرء أيضًا أن يفكر في أشياء افتراضية مثل إيقاع ترددات التحويل أو التزامن الذاتي ... ولكن هذا يتجاوز نطاق اهتماماتي الحالية. لإغلاق الجزء النظري ، أضيف أنه إذا اقترح شخص ما استخدام التوقيت الخارجي لمثبتات النبض مع تحول طور ، فأنت متأخر. لسنوات عديدة ، تم تشغيل معالجات Intel و AMD بواسطة محولات متعددة الأطوار ، وإذا كان هناك وحدة تحكم ثنائية الطور جاهزة أو أكثر ، فلا معنى لإجراء تزامن خارجي للمثبتات الفردية.
الآن ، دعنا ننتقل إلى محاكاة الواقع.

على اتصال مواز للمثبتات الجهد في محاكاة.

المثال الأول هو اختلاف عامل التثبيت الخطي البسيط من التطبيق. ملاحظة على نوع 431 إشارة الجهد قابل للتعديل.
تم استخدامه ، على سبيل المثال ، في بعض الإمداد بالطاقة ATX المبكر لتثبيت الجهد من 3.3 فولت. تم تزويد 5 فولت إلى هجرة الترانزستور التحكم ، وكان يعمل بالطاقة في الدائرة الدائرة من 12 فولت.
نظرًا لأننا لا نهتم بالكفاءة في المحاكاة ، من أجل البساطة ، يوجد مصدر واحد للطاقة عند الإدخال. أيضًا - أثناء التنقل لم أجد وسيلة لإدخال خطأ في الجهد المرجعي TL431 ، باستثناء إضافة مولد الجهد G1 إلى دائرة التحكم الكهربائي. فيما يلي نتيجة الحساب (قائمة "تحليل DC" ، قسم "الخصائص العابرة"):



كما ترون ، فإن عدم التوازن في الفولتية المرجعية 3 mV يكفي لإحالة أحد المثبتات إلى قرع. وهذا يمثل 0.12٪ فقط من القيمة الاسمية ، وحتى لو لم يكن كل 431 دقة أفضل من 0.5٪.
الاقتراح "نضع أداة تشذيب في دائرة التغذية المرتدة وضبط التقسيم الصحيح لتيار الحمل" أنا أستبعد على أساس أن مقاومات التوليف النموذجية (Bourns و muRata ، المقطوعة ، المفردة والمتعددة الانعكاسات) لها مقاومة اهتزاز تصل إلى 1٪ (تغيير النسبة الثابتة للفولتية أو المقاومة بعد الاهتزاز مع تسارع 20..30 G).
الرقصات المذكورة في الروابط إلى الموارد الخارجية مع المقاومات المتسلسلة في مخرجات المثبتات - لن أفكر في ذلك. لمجرد أن هذا يقتل ما تم تثبيته بالفعل مثبت الجهد - الجهد المستمر على الحمل عندما يتغير استهلاكها الحالي.
ثم تذكرت أنه عادة ما تكون هناك المكثفات في الخرج ... إضافة 1000 مكثف فهرنهايت إلى المخرجات مع ESR من 100 مللي أمبير لم يحدث أي فرق جوهري في نتائج محاكاة التشغيل المتوازي لهذه المثبتات (القائمة "تحليل عابر").

ربما سيقول أحدهم: "سيعمل الحد الحالي للمثبت الأول والثاني سيتصل أيضًا." ولكن من الواضح أنه حتى لو حدث ذلك ، فإن أول واحد سيواصل العمل مع الحمل الزائد على أي حال ، والذي لن يضيف الموثوقية إلى نظامنا. فيما يلي مثال على تشغيل زوج LP2951 (الحد الأقصى للحمل الحالي هو 100 مللي أمبير ، والحد الحالي في النموذج يبلغ حوالي 160 مللي أمبير) ويبلغ إجمالي حمولته الحالية حوالي 180 مللي أمبير.
لماذا هذا غير المرغوب فيه؟ لأن لديهم في DIP مريحة للالتصاق بـ "السبورة المجنونة" ، وإذا أراد أحد القراء السير في طريق توماس ، فعندئذ يمكنني قياس جميع IRLs.
نتائج المحاكاة (قائمة التحليل العابر):



كما ترى ، لا يفكر الثاني في المشاركة بنشاط في إنقاذ العبء من الجوع. وبفضل مكسب أكبر - يحدث الخروج من اللعبة بأقل اختلال في التوازن.

هذا كل شيء. كل الحق!

الخاتمة

إذا كان الحد الأقصى الحالي لتيار مثبت الجهد لا يلبي احتياجات الدائرة المغذية ، فهناك فقط مخرجان - يستعاض عن المثبت بنموذج بتيار خرج أعلى أو يستخدم موازنة الدائرة لتيارات الإخراج للعديد من المثبتات.

PS "كل اللحاء في صف واحد." أثناء إعداد المقال ، لفتت انتباهي إلى ما تم تعميمه على نطاق واسع في الوثائق الخاصة بالرسم التخطيطي لدائرة تثبيت النوع 1117 لمحول شبكة البطارية مع تضمين موازٍ لمخرجاتها. لديها تساؤلات حول التطبيق العملي ، لكنها تؤكد على موضوع المقال أكثر من ذلك بقليل. أقتبس جزءًا من وثائق ON أشباه الموصلات ، التي يتم توفيرها مع تفسيرات نصية:

يقوم المقاوم 50 أوم الموجود في السلسلة مع الدبوس الأرضي لمستوى المنظم العلوي بتحويل خرجه 300 mV أعلى من المنظم السفلي. هذا يبقي منظم أقل قبالة حتى يتم إزالة مصدر الإدخال.

PPS انتهيت من الختام. بتعبير أدق - نسخها من ملخص.

الخلاصة: لا يمكنك زيادة تيار الإنتاج لمنظمات الجهد الضعيفة عن طريق الاتصال المتوازي البسيط. يجب عليك استخدام واحد أو أكثر التخطيطي خاص للمشاركة الحالية بشكل صحيح.