Understanding Series and parallel operation

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

Compreender operação serial e operação paralela

Autor: Paul Denisowski, especialista em teste e medição

O texto a seguir explicará como vários canais de fonte de alimentação podem ser conectados de forma serial ou paralela para aumentar suas tensões ou correntes máximas de saída.

Muitas fontes de alimentação CC de bancada têm vários canais e, na maioria dos casos, esses canais são usados de forma independente para fornecer energia a cargas ou dispositivos autônomos. Geralmente também é possível combinar as saídas de vários canais da fonte de alimentação para aumentar a tensão ou a corrente de saída além do que pode ser fornecido por um único canal.

Os únicos requisitos para combinar canais dessa maneira é que eles devem ser flutuantes e galvanicamente isolados:

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

Os canais da fonte de alimentação podem ser combinados de duas maneiras. Se eles estiverem conectados em série, são permitidas tensões mais altas. Se estiverem conectados em paralelo, são permitidas correntes mais altas. Essas conexões normalmente são feitas externamente, apesar de em alguns casos elas poderem ser feitas dentro da própria fonte de alimentação.

Operação em série em fontes de alimentação CC de bancada

A operação em série combina canais para produzir tensões mais altas do que a tensão que seria possível produzir com um único canal. Neste exemplo, quatro canais com uma saída configurada em 25 V são conectados em série. O resultado é uma tensão de saída combinada de 100 V.

Observe que nem todos os canais precisam ser da mesma tensão.

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Observe que nem todos os canais precisam ser da mesma tensão.

Ao conectar canais em série para obter tensões mais altas, é importante não exceder a classificação máxima de tensão para aterramento de nenhum canal. Essa tensão máxima do canal geralmente é maior do que a tensão máxima de saída, mas ainda é limitada.

Ao utilizar a função de monitoramento, a tensão e a corrente são ajustadas simultaneamente em todos os canais selecionados.

1. Por exemplo, este canal de alimentação pode produzir até 64 V em um único canal e tem um máximo de 250 V para aterramento. Ao conectar o terminal negativo ao aterramento e configurar a tensão máxima de saída, obtém-se 64 V através do canal relacionado ao aterramento.

2. Se, em vez disso, o terminal negativo desse canal fosse conectado em série a uma fonte de tensão que estivesse produzindo 36 V, o canal teria 100 V através dele, o que ainda estaria dentro do limite de 250 V.

3. Se a tensão de entrada conectada em série neste canal fosse aumentada para 200 V, tal canal teria um total de 264 V através dele, o que excederia a tensão máxima de 250 V para aterramento e potencialmente criaria uma situação prejudicial ou perigosa.

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Operação paralela em fontes de alimentação CC de bancada

A operação paralela é usada para produzir correntes mais altas. Neste exemplo, quatro canais são configurados para 2 V, mas cada canal só pode fornecer até 10 A. A combinação desses canais em paralelo ainda resulta em apenas 2 V na carga, mas os canais combinados agora podem fornecer até 40 A pela carga.

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Para operação paralela em modo de tensão constante e para operação serial em modo de corrente contínua, determinadas regras devem ser observadas ao configurar os canais para distribuir energia, tensão e corrente entre eles de forma razoável. As fontes de alimentação R&S®NGA102e R&S®NGA102são compatíveis com fusão de canais. Com fusão de canal serial ou paralela, o dispositivo atua como uma fonte de alimentação de canal único, dispondo do dobro da faixa de tensão ou corrente. No modo serial, as saídas são conectadas internamente, enquanto no modo paralelo é necessário ter uma fiação externa.

Resumo

Cada canal da fonte de alimentação tem uma tensão e uma corrente máxima de saída.
Para obter tensões ou correntes mais altas, vários canais da fonte de alimentação podem ser combinados.
- As conexões em série aumentam a tensão máxima de saída alcançável
- As conexões paralelas aumentam a corrente máxima de saída
Para conexões em série, é importante não exceder a classificação máxima de tensão para aterramento de cada canal.

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