Fonte de alimentação em série vs. em paralelo

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R&S®Essentials | Princípios básicos das fontes de alimentação

Fonte de alimentação em série vs. em paralelo

Autores: Elizabeth McKenna, gerente de produtos da R&S®ESSENTIALS e Paul Denisowski, especialista em teste e medição

Muitas fontes de alimentação CC de bancada oferecem vários canais que podem operar de forma independente ou ser combinados para melhorar o desempenho. Você pode obter uma corrente ou tensão de saída mais alta configurando esses canais em série ou em paralelo.

Por que combinar canais de fontes de alimentação?

Ao trabalhar com fontes de alimentação, você pode encontrar configurações que exijam uma saída mais alta do que um único canal pode fornecer. Ao conectar os canais da fonte de alimentação em série ou em paralelo, você pode aumentar a tensão ou a corrente para atender a demandas de teste específicas sem equipamentos adicionais.

Conexão em série vs. em paralelo

Os canais da fonte de alimentação podem ser combinados de duas maneiras:

A conexão dos canais em série aumenta a tensão de saída.
A conexão dos canais em paralelo aumenta a corrente de saída.

Essas conexões são normalmente feitas externamente, mas alguns modelos de fonte de alimentação, como o R&S®NGA100, oferecem suporte para fusão de canais seriais, que conecta os canais internamente para uma configuração simplificada.

O único requisito para a conexão de canais é que os canais sejam flutuantes e isolados galvanicamente:

Flutuante: os canais não estão conectados ao aterramento comum do instrumento
Isolado: os canais são independentes uns dos outros e não há fluxo de corrente entre eles

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Fonte de alimentação em série vs. em paralelo

Conexão de fontes de alimentação em série

A operação em série permite uma tensão de saída mais alta. Para conectar os canais da fonte de alimentação em série, você deve ligar o terminal positivo de um canal ao terminal negativo de outro. Esses canais podem estar na mesma fonte de alimentação, mas você também pode conectar os canais de fontes de alimentação diferentes.

Nessa configuração, a tensão de saída seria uma combinação dos dois canais, e a corrente do circuito permaneceria inalterada. Por exemplo, se a saída de cada canal for de 25 V, a conexão de quatro canais em série resultará em um total de 100 V. Nesse caso, é importante garantir que você não exceda a tensão máxima para a capacidade de aterramento de cada canal.

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Conexão dos canais da fonte de alimentação para obter 100 V

Conexão de fontes de alimentação em paralelo

A operação em paralelo permite uma corrente mais alta. Para conectar os canais da fonte de alimentação em paralelo, você deve conectar os terminais negativos dos canais para criar uma conexão negativa comum e conectar os terminais positivos para formar uma conexão positiva comum. Esses canais podem estar na mesma fonte de alimentação, mas você também pode conectar várias fontes de alimentação em paralelo.

Nessa configuração, a corrente de cada canal se soma, enquanto a tensão permanece constante ao longo da carga. Por exemplo, ao conectar quatro canais, cada um configurado para 2 V com uma saída máxima de 10 A, resulta em uma saída de 2 V e uma capacidade de corrente combinada de 40 A.

Nas configurações em paralelo, o compartilhamento de carga ajuda a evitar sobrecargas em uma única fonte de alimentação, garantindo uma distribuição uniforme da corrente.

Exemplo de operação em paralelo da fonte de alimentação

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Exemplo de operação em paralelo da fonte de alimentação

Resumo

Há duas maneiras de conectar os canais da fonte de alimentação: em série e em paralelo.
Os canais devem ser flutuantes e isolados galvanicamente para serem conectados.

Para obter uma tensão mais alta, você pode conectar os canais em série.
- A tensão de saída total é a soma das tensões individuais dos canais.
- A corrente permanece inalterada.
Para obter uma corrente mais alta, você pode conectar os canais em paralelo.
- A tensão permanece inalterada.
- A capacidade total de corrente é a soma das correntes individuais dos canais.
Nas configurações em paralelo, o compartilhamento de carga ajuda a evitar sobrecargas em uma única fonte de alimentação, garantindo uma distribuição uniforme da corrente.

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