Liệu ngắn mạch sẽ làm hỏng linh kiện điện tử hay chỉ là nguồn cung cấp?

Điều này tôi đã nghĩ về. Chúng tôi biết rằng việc rút ngắn nguồn cung tạo ra đường kháng bằng 0 giữa vdd và gnd. Chúng ta cũng biết rằng dòng điện sẽ đi qua con đường kháng cự ít nhất và vì có đường sức kháng bằng 0, nên tất cả dòng điện sẽ đi qua con đường đó dựa trên Định luật Ohm. Sau đó (nếu tôi không nhầm), tất cả các kết nối với nguồn cung cấp sẽ được coi là mạch hở vì không có dòng điện nào chạy qua chúng (bởi vì tất cả dòng điện chạy qua đường điện trở bằng 0) và chỉ có nguồn cung cấp bị tổn hại?

Nhiều nguồn cung cấp năng lượng đã được xây dựng trong bảo vệ ngắn mạch, do đó không phải lúc nào việc rút ngắn đầu ra của nguồn cung cấp sẽ gây hại cho nó. Mặc dù không nên làm điều này ngay cả khi có bảo vệ ngắn mạch.

Kết luận của bạn về dòng điện được dẫn vào đường điện trở bằng 0 là chính xác, nhưng bạn không nên kết luận rằng tất cả các kết nối khác là mạch hở hoặc điều này không thể gây hại cho các thiết bị được kết nối song song.

Ví dụ đơn giản:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Chúng tôi đang sạc một số tụ điện rất lớn với một nguồn cung cấp có $50 \Omega$trở kháng đầu ra bên trong. Trở kháng này giới hạn dòng điện có thể được cung cấp cho nắp và quá trình sạc hoàn thành tốt.

Bây giờ bạn đang đóng công tắc, rút ​​ngắn cả nguồn điện và tụ điện. Giả sử rằng nguồn cung vẫn ổn - nó có bảo vệ SC tại chỗ. Tuy nhiên, do điện trở rất thấp của công tắc, dòng xả của tụ điện lớn của chúng tôi là rất lớn. Các tụ điện có một số điện trở tương đương thấp và rất nóng do dòng xả cao. Nhiệt này làm cho tụ điện bị phá hủy.

Một tụ điện duy nhất là ví dụ đơn giản nhất tôi có thể nghĩ ra, nhưng còn nhiều thứ nữa.

Tóm lược:

Việc rút ngắn đầu ra của nguồn điện cung cấp cho mặt đất có thể làm hỏng cả nguồn cung cấp và thiết bị được kết nối song song với ngắn. Thiệt hại tiềm tàng đối với các thiết bị khác phụ thuộc vào việc triển khai bên trong của thiết bị.

Thật không may, mọi thứ không đơn giản như vậy. Dưới đây là một vài tình huống mà các thành phần cũng bị hỏng.

1. Giả sử rằng nguồn cung cấp năng lượng của bạn là nguồn cung cấp SMPS, thì trình điều khiển của nó sẽ cố gắng tăng sản lượng điện và bù điện áp. Tuy nhiên với thời gian [mili giây ở đây] ngắn mạch sẽ tan chảy và là một mạch mở. Một đột biến điện áp cao thoáng qua sẽ chuyển đến các thành phần của bạn (dòng điện sẽ tìm đường dẫn đến dòng chảy). Điều này đúng với thời gian đáp ứng cao SMPS. Nhưng không có nhà thiết kế nào có thể xem xét trên tất cả các thông số.

2. Các mạch ngắn sẽ mất dòng vào cao hơn, điều đó sẽ tạo ra EMI gây hại cho các thành phần lân cận.

3. Đoản mạch sẽ dẫn điện MOSFET / Transitor chạy nhiệt khỏi điểm vận hành và đột ngột bị hỏng. Một tình huống như vậy sẽ tạo ra các xung ngược (Không biết tại sao, nhưng tôi đã đọc nó ở đâu đó.) Một đột biến ngược như vậy rất tệ cho đèn LED và đây là vấn đề đã biết với trình điều khiển LED. Phổ biến với các thiết kế SMPS mà không có máy biến áp.

Không đúng. Đầu tiên, nó không bao giờ là Zero Ohms. Đó chỉ là trong điều kiện hoàn hảo. Mỗi miếng đồng thêm một chút kháng chiến. Nếu đó là Zero Ohms, không có năng lượng nào bị lãng phí thành nhiệt.

Một số thành phần điện rất nhạy cảm với cả dòng điện và nhiệt. Về cơ bản, hầu hết các thành phần có thể được so sánh với cầu chì. Họ chỉ có thể xử lý một lượng nhất định dòng điện đi qua chúng trước khi chúng bật. Các dây nhỏ và đường dẫn mạch bên trong một IC, tùy thuộc vào IC, chỉ có thể xử lý vài chục hoặc hàng trăm mA. Potentiometer kỹ thuật số thường có dòng gạt nước tối đa trong phạm vi 5mA trở xuống. Cũng như đèn LED, bóng bán dẫn, hoặc thậm chí dây và dấu vết pcb.

Spot hàn về cơ bản là một mạch ngắn dòng cao được tạo ra trên mục đích. Bây giờ hãy tưởng tượng rằng điều đó xảy ra bên trong một IC mà bạn chỉ cần ngắn gọn.

Nhưng, việc rút ngắn xuống đất có thể không làm cho Nguồn cung cấp bị chết, nếu nguồn cung cấp có bảo vệ hoặc nếu phần xảy ra sự cố ngắn xảy ra trước tiên. Đoản mạch trong một vi điều khiển có dòng điện tối đa 200mA và nguồn điện 10A có thể dễ dàng thổi bay vi điều khiển đủ nhanh để nguồn cung cấp sẽ không bao giờ vượt quá vài Amps.

Bạn cần xem xét toàn bộ vòng lặp hiện tại.

Đoản mạch chỉ qua các đầu ra nhưng có các phần tử mạch SERIES khác (có nguy cơ bị hỏng) được kết nối trong đường dẫn mạch như điện trở, bóng bán dẫn, điốt, v.v ... Những thứ này sẽ tạo ra sụt áp trong vòng lặp và do đó nó sẽ không đúng khi nói rằng phần còn lại của mạch có thể chỉ là "được coi là một mạch mở".