Điều gì xảy ra khi một thiết bị tiêu thụ nhiều dòng điện hơn nguồn điện có thể cung cấp?

Tôi là một lập trình viên phần mềm nhiều hơn, nhưng tôi có một câu hỏi cơ bản về điện tử.

Điều gì xảy ra khi một thiết bị tiêu thụ nhiều dòng điện hơn nguồn điện có thể cung cấp? Và trong trường hợp nào nó có thể xảy ra - thiết kế bảng xấu hoặc không xác định trường hợp xấu nhất của hoạt động thiết bị?
Làm thế nào để một người thực sự nhìn thấy điều này trên một phạm vi? Điều gì đến lượt nó xảy ra với thiết bị nếu điều này không được khắc phục?

Có nhiều điều khác nhau có thể xảy ra khi bạn kéo quá nhiều năng lượng và điều này sẽ phụ thuộc vào công nghệ được sử dụng. Những điều điển hình bạn sẽ thấy là điện áp giảm xuống dưới mức đầu ra cụ thể hoặc cắt hoàn toàn. Một số hệ thống có thể có cầu chì ngắt khi bạn sử dụng quá nhiều năng lượng. Hoặc trường hợp xấu nhất là bạn vượt quá xếp hạng an toàn của một số thành phần dẫn đến việc quá nhiệt và có thể gây ra nhiều vấn đề (hỏa hoạn, v.v.).

Các tình huống mà điều này có thể xảy ra khá nhiều tất cả thuộc về người thiết kế bảng. Nhiều khi rẻ hơn để xây dựng một nguồn cung cấp năng lượng có thể cung cấp ít dòng điện hơn, vì vậy nhà thiết kế sẽ giảm thiểu chi phí nhiều nhất có thể trong khi vẫn an toàn. Nếu có một số trường hợp mà nhà thiết kế bảng chưa xem xét, thì họ có thể lấy quá nhiều năng lượng. Những trường hợp này có thể là những thứ như chạy mô-đun RF trong khi thực hiện một số công việc DSP, trong khi nhà thiết kế ban đầu dự định chúng chỉ hoạt động vào những thời điểm riêng biệt.

Lần khác mà bạn có thể kéo quá nhiều năng lượng là trong điều kiện lỗi thực tế. Đây là khi một cái gì đó thực sự sai, như một IC thất bại trong một điều kiện ngắn hoặc ai đó vô tình rút ngắn hai kết nối với nhau, hoặc một cái gì đó dọc theo những dòng này.

Đối với những gì xảy ra với thiết bị, tất cả điều này phụ thuộc vào chính thiết bị và PSU đang được sử dụng. Nếu PSU giảm điện áp, có khả năng thiết bị có thể bị hỏng nếu hệ thống không thể xử lý điện áp.

Tất cả những gì Kellenjb đã nói với bạn là hoàn toàn đúng. Những gì tôi muốn thêm là một số thông tin thêm về cách giải quyết vấn đề này khi xây dựng các mạch điện tử.

Bạn có hai phần của thiết bị liên quan, một nguồn cung cấp năng lượng và mạch đang được thử nghiệm. Bây giờ rõ ràng nếu mạch đang thử nghiệm cố gắng tiêu thụ quá nhiều năng lượng và nguồn cung cấp điện không thể xử lý một cách an toàn, thì những điều tồi tệ (như hỏa hoạn) có thể xảy ra.

Xem xét những gì xảy ra khi có lỗi trong mạch đang được thử nghiệm và nó lấy năng lượng quá mức từ nguồn cung cấp (như pin xe hơi) có khả năng cung cấp nhiều năng lượng một cách an toàn. Trong trường hợp này, đó không phải là vấn đề cung cấp mà là mạch đang được thử nghiệm có thể bắt lửa, hoặc nhiều khả năng giải phóng nó là "khói ma thuật".

Cách thức này thường được xử lý trong phòng thí nghiệm nơi chế tạo nguyên mẫu là sử dụng nguồn cung cấp năng lượng băng ghế dự bị có thể bị giới hạn dòng điện. Nó thường sẽ có hai màn hình (mét hoặc đèn LED, v.v.) ở mặt trước, một cho điện áp và một cho dòng điện. Nó cũng sẽ có một cách để đặt cả điện áp và dòng điện mong muốn. Nó sẽ hoạt động ở chế độ giới hạn điện áp hoặc giới hạn hiện tại.

Bây giờ, giả sử bạn đặt một mạch trên bảng mạch và bạn tính toán rằng nó sẽ cần 5 V và sử dụng tối đa hoặc 100 mA. Bạn sẽ đặt các giá trị đó vào nguồn cung cấp cho băng ghế dự bị của mình để đảm bảo rằng điện áp sẽ không bao giờ vượt quá 5 V (có thể ít hơn nếu bạn rút ngắn các cực) và sẽ không cung cấp quá 100mA dòng điện. Nếu mạch của bạn cố gắng tiêu thụ quá nhiều năng lượng, bộ nguồn sẽ đưa ra dấu hiệu lỗi và ngăn dòng điện quá mức chảy.

Mặc dù nguồn cung cấp như vậy không thể đảm bảo rằng các thành phần trong mạch của bạn sẽ không bao giờ bị hỏng (ví dụ bạn có thể nối dây dẫn ngược lại), nhưng chúng có thể làm giảm đáng kể khả năng phá hủy một thành phần và có lẽ quan trọng hơn là ngăn chặn hỏa hoạn.