Understanding Series and parallel operation

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R&S®Essentials | Nozioni fondamentali sugli alimentatori

Comprendere il funzionamento in serie e in parallelo

Autore: Paul Denisowski, esperto di misura e collaudo

Di seguito viene spiegato come è possibile collegare più canali di alimentazione in serie o in parallelo per aumentare la tensione o la corrente di uscita massima.

Molti alimentatori DC da banco dispongono di più canali e nella maggior parte dei casi questi canali vengono utilizzati indipendentemente per fornire alimentazione a dispositivi o carichi separati. Spesso è anche possibile combinare le uscite di più canali di alimentazione per aumentare la tensione o la corrente di uscita oltre quella che può essere fornita da un singolo canale.

L'unico requisito per combinare i canali in questo modo è che i canali devono essere flottanti e galvanicamente isolati :

Flottante: i canali non sono collegati alla massa comune dello strumento
Isolati: i canali sono indipendenti l'uno dall'altro senza flusso di corrente tra di loro

È possibile combinare i canali di alimentazione in due modi. Se i canali sono collegati in serie, ciò consente di ottenere tensioni più elevate. Se i canali sono collegati in parallelo, è possibile ottenere correnti più elevate. Queste connessioni vengono in genere effettuate esternamente, sebbene in alcuni casi possano essere effettuate all'interno dell'alimentatore stesso.

Funzionamento in serie negli alimentatori da banco in corrente continua

Il funzionamento in serie combina i canali per produrre tensioni più elevate di quelle possibili con un singolo canale. In questo esempio, quattro canali con un'uscita configurata di 25 V sono collegati ciascuno in serie. Il risultato è una tensione di uscita combinata di 100 V.

Si noti che i canali non devono avere tutti la stessa tensione.

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Si noti che i canali non devono avere tutti la stessa tensione.

Quando si collegano canali in serie per ottenere tensioni più elevate, è importante non superare la tensione nominale massima rispetto a terra di alcun canale. Questa tensione massima del canale è in genere superiore alla tensione massima di uscita, ma è comunque limitata.

Utilizzando la funzione di tracciamento, la tensione e la corrente vengono regolate contemporaneamente su tutti i canali selezionati.

1. Ad esempio, questo canale di alimentazione può produrre fino a 64 V su un singolo canale e ha un massimo di 250 V rispetto alla massa. Il collegamento del terminale negativo a massa e la configurazione della tensione di uscita massima si traducono in 64 V attraverso il canale rispetto alla massa.

2. Se il terminale negativo di questo canale viene invece collegato in serie a una sorgente di tensione che produce 36 V, il canale è attraversato da 100 V, il che rientra comunque nel limite di 250 V.

3. Se la tensione di ingresso collegata in serie a questo canale fosse aumentata a 200 V, il canale sarebbe attraversato da un totale di 264 V, superando la tensione massima rispetto alla massa di 250 V e creando potenzialmente una situazione dannosa o pericolosa.

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Funzionamento in parallelo negli alimentatori da banco in corrente continua

Il funzionamento in parallelo viene utilizzato per erogare correnti più elevate. In questo esempio, quattro canali sono impostati a 2 V, ma ogni canale può erogare solo 10 A. La combinazione di questi canali in parallelo produce comunque solo 2 V su tutto il carico, ma i canali combinati possono ora erogare fino a 40 A durante il carico.

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Per il funzionamento in parallelo in modalità a tensione costante e il funzionamento seriale in modalità corrente costante, è necessario osservare alcune regole durante la configurazione dei canali per distribuire ragionevolmente potenza, tensione e corrente tra i canali. Gli alimentatori R&S®NGA102e R&S®NGA102supportano la fusione dei canali. Con la fusione di canali seriali o paralleli, il dispositivo si comporta come un alimentatore a canale singolo che offre il doppio dell’intervallo di tensione o di corrente. In modalità seriale, le uscite sono collegate internamente, mentre la modalità parallela richiede un cablaggio esterno.

Riassunto

Ogni canale di alimentazione ha una tensione e una corrente di uscita massime.
Per ottenere tensioni o correnti più elevate, è possibile combinare più canali di alimentazione.
- Le connessioni in serie aumentano la tensione di uscita massima raggiungibile
- Le connessioni in parallelo aumentano la corrente di uscita massima
Per le connessioni in serie, è importante non superare la tensione nominale massima rispetto alla massa per ciascun canale.

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