Que se passe-t-il lorsqu'un appareil consomme plus de courant que ce que l'alimentation électrique peut fournir?

18

Je suis plutôt programmeur de logiciels, mais j'ai une question de base sur l'électronique.

Que se passe-t-il lorsqu'un appareil consomme plus de courant que ce que l'alimentation électrique peut fournir? Et dans quelles circonstances cela peut-il arriver - une mauvaise conception de la carte ou ne pas déterminer le pire scénario de fonctionnement de l'appareil?
Comment peut-on réellement voir cela sur une portée? Qu'advient-il à son tour de l'appareil si cela n'est pas corrigé?

user7441
la source

Réponses:

17

Il y a beaucoup de choses différentes qui peuvent se produire lorsque vous tirez trop de puissance et cela dépendra de la technologie utilisée. Les choses typiques que vous verrez sont la chute de tension en dessous de la sortie spécifiée ou la coupure complète. Certains systèmes peuvent avoir un fusible qui se déclenche lorsque vous tirez trop de courant. Ou le pire des cas est que vous dépassez la cote de sécurité de certains composants qui provoquent une surchauffe et peuvent potentiellement causer beaucoup de problèmes (incendie, etc.).

Les circonstances dans lesquelles cela peut se produire dépendent du concepteur de la planche. Plusieurs fois, il est moins coûteux de construire une alimentation électrique qui peut fournir moins de courant, de sorte que le concepteur minimisera le coût autant que possible tout en étant sûr. S'il y a des cas que le concepteur de cartes n'a pas pris en compte, ils pourraient tirer trop de puissance. Ces cas peuvent être des choses comme exécuter un module RF tout en effectuant certains travaux DSP, alors que le concepteur avait initialement prévu qu'ils ne fonctionnent qu'à des moments différents.

L'autre fois où vous risquez de tirer trop de puissance est dans une condition de panne réelle. C'est quand quelque chose va vraiment mal, comme un circuit intégré tombe en panne dans un état court, ou quelqu'un court-circuite accidentellement deux connexions ensemble, ou quelque chose dans ce sens.

Quant à ce qui arrive à l'appareil, cela dépend aussi de l'appareil lui-même et du bloc d'alimentation utilisé. Si le bloc d'alimentation baisse sa tension, l'appareil risque de tomber en panne si le système ne peut pas gérer la tension.

Kellenjb
la source
3
Comme une petite "information pour le profane": les alimentations théoriques peuvent produire un courant infini. Les blocs d'alimentation pratiques ont une résistance interne qui est la somme de tous les câbles et autres composants. Dans le modèle d'une telle alimentation, c'est la résistance qui fait chuter la tension à mesure que le courant augmente. La puissance perdue (convertie en chaleur) par cette résistance interne est la raison pour laquelle une alimentation électrique a besoin de refroidissement.
Vincent Vancalbergh
9

Tout ce que Kellenjb vous a dit est absolument vrai. Ce que je voudrais ajouter, c'est quelques informations supplémentaires sur la façon de traiter ce problème lors de la construction de circuits électroniques.

Vous avez deux engins impliqués, une alimentation et le circuit sous test. Maintenant, clairement si le circuit testé essaie de tirer trop de puissance et que l'alimentation n'est pas en mesure de le gérer en toute sécurité, alors de mauvaises choses (comme un incendie) peuvent se produire.

Considérez ce qui se passe quand il y a un bug dans le circuit testé et qu'il tire une alimentation excessive d'une alimentation (comme une batterie de voiture) qui est capable de fournir beaucoup d'énergie en toute sécurité. Dans ce cas, ce n'est pas l'alimentation qui est le problème, mais plutôt le circuit sous test qui pourrait prendre feu, ou plus probablement libérer sa «fumée magique».

La manière dont cela est généralement traité dans un laboratoire où des prototypes sont construits consiste à utiliser une alimentation de banc qui peut être limitée en courant. Il aura généralement deux écrans (compteurs ou LED, etc.) à l'avant, un pour la tension et un pour le courant. Il aura également un moyen de régler à la fois la tension et / ou le courant souhaité. Il fonctionnera dans un mode à tension limitée ou à courant limité.

Supposons maintenant que vous assembliez un circuit sur une planche à pain et que vous calculiez qu'il faudra 5 V et utiliser un maximum ou 100 mA. Vous mettriez ces valeurs dans votre alimentation de banc, ce qui garantirait que la tension ne dépasserait jamais 5 V (elle pourrait être inférieure si vous court-circuitiez les bornes) et que pas plus de 100 mA de courant ne seraient délivrés. Si votre circuit tente de consommer trop d'énergie, le bloc d'alimentation donnera une indication d'erreur et empêchera un courant excessif de circuler.

Bien qu'une telle alimentation ne puisse garantir que les composants de votre circuit ne seront jamais endommagés (vous pouvez câbler les fils vers l'arrière par exemple), ils peuvent réduire considérablement les risques de détruire un composant et peut-être plus important encore d'éviter un incendie.

JonnyBoats
la source
3
Un circuit de charge peut, très brièvement, consommer plus que ce que l’alimentation peut produire lors de la première mise sous tension de la charge. Par exemple, si la charge a beaucoup de condensateurs qui doivent être rechargés, le courant de charge peut circuler dans une grande pointe, qui se stabilise ensuite beaucoup moins que la capacité de l'alimentation une fois que les condensateurs sont chargés. Pour cette raison, il est préférable de régler votre alimentation de banc au-dessus de l'endroit où vous pensez qu'elle doit être, et de regarder le courant circuler au démarrage avec une sonde de courant d'oscilloscope. Concevez ensuite l'alimentation PCB pour la gérer.
Matt B.
2
@Matt J'ai vu des planches agir comme si elles avaient un manque à gagner car elles n'avaient pas assez de courant pour démarrer. Donc +1.
Kellenjb