В прошлой статье мы рассмотрели теоретические особенности и схему двух БП от ПК, с целью суммирования их мощности. Теперь пришло время провести практические испытания. Для этого берем два блока ATX одинаковой мощности (хотя число блоков может быть и больше), в моем случае это два БП по 450 ватт.

Подключаем нагрузку (нашел под рукой лишь лампу накаливания на 35 ватт). Подсоединяем лампочку к блоку и замеряем потребляемый ток. Он на уровне 2.42 А. Под рукой оказалась схема ШИМ регулятора, и с ее помощью снижаем ток до уровня 2 А для удобства контроля.

На одном из блоков вышло 11.66 вольт, на другом 11.89 вольт.

Как видим, разница в 0.23 вольта.

Соединяем два блока в параллель через развязывающие диоды и замеряем ток потребления на каждом из выходов блоков ATX.

Стрелочный прибор включен на пределе 2.5 А. Как видно, из блока с меньшим напряжением ток потребления всего 200 мА, в то время, как у блока с большим напряжением - 1.8 А. Всю нагрузку он взял на себя. Рассчитаем балластные резисторы. Они должны быть 10-15% от входного сопротивления нагрузки. Теперь вопрос: как найти сопротивление нагрузки? Для этого нужно знать максимальный потребляемый данной нагрузкой ток. Например, мы знаем, что напряжение питания у нас 12 вольт. Потребляемый ток нагрузкой - 2 А. Берем формулу, которая должна быть знакома всем радиолюбителям: R=U/I . Подставляем наши числа 12/2 и получаем 6 Ом. Дальше берем 10% от полученного результата и получаем наш балластный резистор 0.6 Ом. Этот резистор ограничит потребляемый ток от одного блока ATX. Подставляем резисторы в нашу схему и смотрим что получилось:

Как видите, ток плавно распределился между двумя блоками. Замеряем напряжения, которые идут с каждого блока (подключив к блокам сначала балластные резисторы, а потом диоды, что в данной схеме без разницы).

Видно, что напряжения уравнялись.

Попробуем теперь чуть повысить потребляемый нагрузкой.

Нагрузка распределяется практически одинаково. Таким способом можно подключать три и больше стандартных ПК ATX блоков в параллель. На практике выяснилось, что если параллелить только два блока, то можно обойтись только одним резистором в цепи блока с большим напряжением. Подбирается он экспериментально так, чтобы токи потребления от каждого из блоков были равными. Можно обойтись и без резисторов, но для этого надо вскрыть блоки питания и с помощью подбора резисторов в цепи делителей напряжения (если микросхема TL494, то они подсоединены к 1 ноге) подогнать напряжения в блоках до максимально одинакового значения. Тогда они просто параллелятся через диоды соответствующей мощности. На рисунке видно, что из этого вышло.

Запараллелив два БП по 450 ватт через диоды и замкнув их выходы на 12 вольт простой стальной проволокой - удалось раскалить ее до красна.

К сожалению нет амперметра на 50 А, чтоб наглядно показать потребляемый ток. У цифрового мультиметра с пределом 20 А показания зашкалили и начали плавиться щупы. Один блок при таком замыкании сразу-же уходил в защиту. Автор статьи: Ксюня (Войтович Сергей).

У многих начинающих заниматься электроникой часто возникают проблемы нехватки мощности (тока) источников питания или недостаточной величины напряжения. Для того чтобы обойти эту проблему часто соединяют несколько источников параллельно или последовательно. Что при этом происходит и как это сделать правильно рассмотрим ниже.

Общие принципы

Параллельное и последовательное соединение элементов давно известно и применяется в практической схемотехнике, для получения заданных номиналов элементов. На примере соединения резисторов это выглядит так:

Рисунок 1

Но резистор или конденсатор имеет только один основной параметр - номинал и вариант соединения просто изменяет их результирующую (суммарную) величину.

На практике часто используется параллельное (иногда электрохимических) и последовательное соединение источников питания.

Последовательное соединение используется для увеличения результирующего напряжения, а параллельное - для увеличения суммарного потребляемого тока.

Последовательное соединение электрохимических источников питания

При последовательном соединении параметры (E и Ri) просто суммируются,

Рисунок 2

Самое главное, Вы должны знать:

Как я уже говорил, каждый источник питания (любого типа) имеет свои характеристики которые можно свести к статическим и полностью определяющим его характеристики - Ri, U(E ); Эти характеристики химических источников тока могут менятьсяот экземпляра к экземпляру или со временем случайным образом (они зависят от множества параметров на каждом этапе технологического процесса их производства);

Не бывает двух абсолютно одинаковых источников питания, как вообще любых электронных компонентов. (хотя для того чтобы как-то ограничить разброс применяется группировка компонентов, по ряду номиналов и ряду точности).

Поэтому при последовательном соединении продолжительность работы химических источников тока определяется худшим в цепочке. Когда он потеряет емкость, его внутреннее сопротивление возрастет и ограничит потребляемый нагрузкой ток.

При параллельном соединении все много сложнее.

Отсюда вытекают большинство возникающих проблем.

Параллельное соединении электрохимических источников питания

При параллельном соединении электрохимических элементов (источников) питания, если не принимать мер возникают проблемы.

Дело в том что эти элементы обладают сразу несколькими параметрами определяющими их характеристики.

Напряжение(ЭДС) - E , и внутреннее сопротивление - Ri .

Сразу стоит уточнить, что эти параметры сугубо индивидуальны и поэтому достаточно редко даже в одной партии они повторяются.

Рисунок 3

Посмотрим рисунок 3, при параллельном соединении двух разных источников питания (электрохимический элемент), имеющих равное внутренне сопротивление (Например 0,25 ом, суммарное 0,5) и разное выходное напряжение (U 1 =2,2 В, U 2 =2,1 В, Δ U= 0,1 В ) между ними появляется ток перетекания I пер равный 0,2 А.

Этот ток будет существовать даже при выключенной нагрузке, пока напряжение на источниках не сравняется. Когда лучший электрохимический элемент разряжается на худший - это потеря их суммарной емкости.

Поэтому параллельное соединение отдельных элементов электрохимических источников тока не рекомендуется. Возможно параллельное соединение (резервирование) последовательных батарей элементов с применением специальных устройств защиты (см. рис. 6) от токов перетекания или коммутаторов.

Фотоэлектрические элементы - элементы солнечных батарей

Немного иная ситуация получается при параллельном соединении элементов солнечных батарей, которая определяется свойствами самого солнечного элемента. Это генерация тока под действиями квантов света попадающих на плоский p-n переход достаточно большой площади. Солнечный элемент имеет вольт-амперную характеристику подобную полупроводниковому диоду с соответствующими отклонениями присущими p-n переходам большой площади.

Поэтому для солнечного элемента токи перетекания отсутствуют. Но наличие в параллельно соединенных элементах Δ U, приводит к тому что при малом отборе тока элемент с меньшим напряжением просто отключается. А при высоком отборе мощности ток нагрузки каждого элемента разный и определяется током нагрузки на каждом элементе при данном напряжении нагрузки U. см. рис. 5.

Рисунок 4

Посмотрим на примере вольт амперной характеристики элемента солнечной батареи, что происходит при их параллельном соединении, как показано на Рис. 1б. Примерный график вольт амперной характеристики приводится ниже.

Рисунок 5

На рис. 5 видим, что при равном напряжении U н элемент SC3 генерирует ток I 1 меньший тока генерируемого элементом SC4 равного I 2 . В результате суммарный ток нагрузки равен:

I нагр = (I 1 +I 2)

То есть при данном U н отдаваемая соединенными параллельно элементами мощность равна:

P н = U н (I 1 +I 2 )

Этот требует, чтобы не перегружать лучшие элементы, группировать при параллельном соединении элементы с близкими токами (характеристиками в рабочих точках).

А еще лучше формировать последовательно соединенные группы элементов на номинальное напряжение с последующим их соединением в параллельные группы заданной мощности.

Совместная работа батарей химических элементов

Часто рекомендуют при параллельном подключении батареи электрохимических источников использовать включенные последовательно с каждой батареей диоды, которые предотвратят токи перетекания. Но условия равенства их выходного напряжения (максимальной близости) сохраняется. Это особенно важно именно для электрохимических источников питания, которые имеют ограничения по разрядному току. В случае его превышения сокращается ресурс. Схема включения показана на рис. 6.

Рисунок 6

Здесь необходимо учитывать, что выходное напряжение такой батареи меньше на 0,3 -:- 0,8В (падение напряжения на p-n переходе диода при его прямом смещении) чем у батареи без защитных диодов. Как видно из величины потери напряжения использовать эту схему для параллельного соединения отдельных элементов не экономично. Велики потери мощности.

Диоды так же позволяют использовать горячую замену батареи, поскольку при подключении свеже заряженной батареи диод разряженной просто будет заперт.

Блоки питания

Свои особенности при параллельном соединении имеют и блоки питания работающие на общую нагрузку.

Все типы блоков (сетевые 50 Гц и импульсные - в том числе повышающие и понижающие преобразователи постоянного тока в постоянный) содержат в своем составе преобразователь напряжения (трансформатор или электронный импульсный преобразователь с трансформатором) и выпрямляющее устройство на выходе - диодные выпрямители. На рис. 7 показано такое соединение.

Рисунок 7

В данной схеме, как при параллельном соединении солнечных элементов, не существует статических токов перетекания, они пресекаются диодными выпрямителями которые, как известно, имеют очень большое обратное сопротивление.

Обязательное условие при таком включении блоков питания это: равенство напряжений и наличие соединения общих точек обоих источников питания показанных на рис. 7 пунктирной линией красного цвета. Это условие определяется, как понятно из сказанного выше, а равномерной нагрузкой каждого источника питания.

Но она, как любая система, имеет свои особенности.

Это импульсные токи перетекания при зарядке фильтрующего конденсатора с меньшим напряжением (например U2 ) от БП1, где напряжение больше. После выравнивания напряжения ток перетекания уменьшается до нуля.

В реальности напряжение на выходе БП1 и БП2 разное. И поэтому рассматриваем работу такой связки учитывая дополнительные параметры показанные на рис 8 .

Рисунок 8

Известно, что каждый блок питания имеет свое внутреннее сопротивление Ri, а за счет системы стабилизации его величина существенно снижается. Практически Ri определяет КПД блока питания и желательно чтобы соотношение Rн/Ri было максимальным. Поскольку ток нагрузки блока питания определяется суммой Ri и Rн, а как мы уже знаем Ri -> min, то можно считать, что он целиком определяется R н.

В связке двух параллельно включенных блоков питания нагружается только тот БП который имеет более высокое выходное напряжение. То есть I н = I 1 . Это будет продолжаться до тех пор пока выходное напряжение (за счет падения напряжения на Ri ) не начнет падать (система стабилизации не сможет его поддерживать, когда ток нагрузки достигнет максимального, в этом случае начнет расти внутреннее сопротивление нагруженного блока питания Ri. ). Второй БП будет до этого будет работать в режиме холостого хода.

Кроме выравнивания выходного напряжения - известно другое решение проблемы, это включение последовательно с выходом каждого БП небольшоговыравнивающего резистора, который как бы увеличивает его внутреннее сопротивление, в результате чего выходное напряжение падает и включается в работу блок питания имеющий меньшее напряжение. Причем их величина одинакова для обоих.

Величина этого сопротивления от 1% до 10% от R н и зависит от разницы выходных напряжений и мощности нагрузки.

Недостаток данного решения потери мощности в выравнивающих резисторах.

Но, для равномерной загрузки, требование максимального сближения U1 и U2 остается.

Заключение

В Интернет форумах множество публикаций посвященных параллельному включению и только единичные сообщения о фатальных результатах. эти единичные случаи возможны из-за скрытых неисправностей блоков питания или большой разницы выходных напряжений.

Параллельное соединение выходных цепей блоков импульсных питания возможно. Но при этом для равномерной загрузки их выходные напряжения должны быть максимально близки. В случае невыполнение этого условия возможна перегрузка БП с большим напряжением.

Параллельное включение отдельных электрохимических элементов питания недопустимо,

Параллельное включение батарей электрохимических элементов питания возможно при условии применения защитных диодов в составе каждой батареи,

Параллельное соединение фотоэлектрических элементов допустимо, но при этом надо учитывать что возможна перегрузка лучших элементов в группе (с наибольшим напряжением), а при большой разнице в выходном напряжении худший элемент может вообще не включаться в работу.

Обсуждения параллельного включения блоков питания компьютеров:

Два блока питания в одном компьютере. http://hwtech.ru/forums/viewtopic.php?id=207

Twin turbo - два БП в компьютере. http://www.casemods.ru/section17/item300/

edwardass: Два блока питания в одном корпусе? http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=49:8559

Модификация блока питания. http://www.overclockers.ru/lab/15748.shtml

Можно ли запараллелить два блока питания? http://www.rom.by/forum/Mozhno_li_zaparallelit_dva_bloka_pitanija

октябрь 2010 -2012 гг.
А.Сорокин

Парни у меня к вам такой вопрос можно ли повесить на второй БП который 250 ват (очень старенький БП) подрубить на него 4 Саташных винта каждый по 1 ТЭРАБАЙТУ, 1 флоп, парочку CD ну и вентиляторы??? Вопрос выдержит ли такую нагрузку БП на 250 ват? я просто не умею делать такие расчёты. И ещё я так и не понял какие чёрные провода нужно паралелить?? Те которые выходят на главный разъём 24 контакта ли на молексах?? я так и не понял из описания постов выше. Если можно кто нибудь скиньте схему подключения чёрных проводов плиз. Ещё один вопрос будет сколько БП можно подключить к зелёному проводу PS_ON хоть на него и подаётся земля но она ведь проходит через мат плату и я так пологаю в ней установлено какое то устойство по типу реле так как при нажатии кнопки (не тумблера) идёт постоянное питание зелёного провода. Что касается запуска бвух БП одновременно по средством использования реле из постов выше я так понял используют автомобильное реле и не понятно КАКИМИ проводами оно ЗАПИТЫВАЕТСЯ (кто делал такое подключение пожалуйста скиньте схему поподробней) а также было бы не плохо указать какую марку реле используют в данном случае.. (смысл сводится к тому чтобы кто этим уже занимался подсказал какое реле лучше "надёжней" использовать в данном случае) И ещё соединять 2 БП только по средством зелёного провода из постов выше я так понял будут использоваться только 12 и 5 вольт а 3,3 вольта останутся без нагрузки на втором БП и это как то может негативно сказаться на его сроке службы. Тогда подскажите какую именно и чем можно дать на них нагрузку Плиз кто нить скиньте схему поподробней чем и какие нужно запитывать на Главном 24 контактном разъёме. И вопрос если вдруг сгорает 2 БП и начнёт выдавать напряжение не по номиналу как защитить компьютер я так понимаю комп уходит в отключение в том случае когда на материнскую плату начинают подаваться напряжения которые будут отличаться от необходимых системе. НО так как второй БП не будет запитан к материнской плате а только к винтам и CD как же тогда компьютер сможет защититься от не правильных напряжений? соединение по средством запаралеливания всех проводов через диоды вещь интересная но не подходит для тех кто не юзает с электроникой нужно подбирать диоды потом регулировать конечное напряжение на выходе это не каждый пользователь может такое осилить да и сама схема исполнения уже намного усложняется. И что касается на счёт перекосов напряжения как это будет отображаться на оборудовании ведь второй БП будет крутить только винты и CD?? сколь важно будет для ХДД если на нём будет скажем чуток просажено или завышено напряжение (в смысле напряжение подходяще под номинал напряжения Но чуть чуть отличающееся от питания 1 БП скажем на 0,2 вольта?? МОё оборудование БП (первый) POWER MASTER SWITCHIG POWER SUPPLY MODEL FA-5-1 (300W-PEAK LOAD) второй БП который хочу подключить 4 СТАШНЫХ винта 1 ТЭРАБАЙТУ, 2 CD-RW, Флоп, 250 Ват от пеньтиума 3 даже нету разъёма под дополнительное питание процессора марку Название модели могу позже скинуть если это будет важно:) ЦП AMD Athlon 64, 2000 MHz (10 x 200) 3000+, Исходная частота 2000 МГц (не разгоняю) Замеряю утилитой для материнской платы, проседает на +12 Вольт, запрашивается +12,20 а имею частенько +12,75 при загруженности приложениями проседает до +12,65 Вольт. Системная плата Asus K8N4-E (ID системной платы 10/21/2005-NF-CK804-K8N4-EB-00) Физическая память Всего 767 Мб сейчас 3 плашки по 256 мегабай с таймингом 166 Ггц. Подумываю заменить на два гига то есть каждая плашка по 1 Гигу. на и одну оставляю на 256 мгб с таймингом 200 Ггц. Видюха PCI Express x16: nVIDIA GeForce 6600 PCI-E Звук Realtek ALC850 @ nVIDIA nForce4 (CK8-04) - Audio Codec Interface PCI ХДД Диск #1 - WDC WD600BB-75CAA0 (55 Гб) и Диск #2 - ST380011A (74 Гб) почемуто греются частенько температура поднимается чуть ли не к 50 С. 2 CD-RW и 1 флоп Заранее прошу прощение за опечатки или слишком длинный пост. я не часто общаюсь на форумах и не имею чётких представлений как тут общаться. в основном только в ДС++ онлайн приходилось общаться.

У меня две фермы, у которых стоят по 2 блока питания, они соединены между собой синхронизаторами для запуска двух БП. У меня три разных вида, но в работе только два, а третьи на запас лежит. На Алиэкспрессе они стоят 200-300 рублей, а в России цена около 500 рублей.

На ферме на основном блоке всего 2 шлейфа 6-pin для видеокарт, а переходников молекс-6-pin у меня нету. Поэтому подключил БП на 450 w, как вспомогательный для одной видюхи, которой требуется дополнительное питание.

Первый вариант синхронизатора

Второй вариант - синхронизатор sata и 24-pin

В описании у продавца в Китае я нашел рекомендации, что на него нельзя ставить БП больше 800 w. Также предполагаю, что и другие варианты не предназначены на большие мощности. Но это надо уточнять у продавца или искать инфо в интернете, я пока не нашел информацию, какая мощность допустима для них.

Третий - со входом Molex и Sata

Также тут есть в нижнем правом углу подсветка работы и вкл/выкл.

Обо первых отлично работают, проблем пока не создавали. Может, позже будут глюки или какие-нибудь неполадки, но пока живём спокойно.