Beschädigt der Kurzschluss elektronische Bauteile oder nur die Versorgung?

Viele Netzteile haben einen eingebauten Kurzschlussschutz, daher ist es nicht immer so, dass ein Kurzschluss am Ausgang des Netzteils diesem schadet. Dies ist jedoch nicht ratsam, selbst wenn der Kurzschlussschutz vorhanden ist.

Ihre Schlussfolgerung über den Strom, der in den Nullwiderstandspfad gelenkt wird, ist richtig, aber Sie sollten nicht den Schluss ziehen, dass alle anderen Verbindungen offene Stromkreise sind oder dass dies den parallel geschalteten Geräten keinen Schaden zufügen kann.

Einfaches Beispiel:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Wir laden einige sehr große Kondensatoren mit einem Netzteil auf$50 \Omega$interne Ausgangsimpedanz. Diese Impedanz begrenzt den Strom, der der Kappe zugeführt werden kann, und der Ladevorgang wird problemlos abgeschlossen.

Jetzt schließen Sie den Schalter und schließen sowohl die Stromversorgung als auch den Kondensator kurz. Nehmen wir an, dass die Versorgung in Ordnung ist - sie hat einen SC-Schutz. Aufgrund des sehr geringen Widerstands des Schalters ist der Entladestrom unseres großen Kondensators jedoch enorm. Der Kondensator hat einen geringen äquivalenten Serienwiderstand und wird aufgrund des hohen Entladestroms sehr heiß. Diese Hitze führt zur Zerstörung des Kondensators.

Ein einzelner Kondensator ist das einfachste Beispiel, das mir einfällt, aber es gibt noch viel mehr.

Zusammenfassung:

Ein Kurzschluss des Netzteilausgangs mit Masse kann sowohl das Netzteil als auch die parallel zum Kurzschluss angeschlossenen Geräte beschädigen. Der potenzielle Schaden an anderen Geräten hängt von der internen Implementierung des Geräts ab.

Leider sind die Dinge nicht so einfach. Im Folgenden sind einige Szenarien aufgeführt, in denen auch Komponenten beschädigt werden.

1. Angenommen, Ihr Netzteil ist ein SMPS-Netzteil, dann versucht sein Treiber, seine Ausgangsleistung zu erhöhen und die Spannung zu kompensieren. Mit der Zeit [Millisekunden hier] wird der Kurzschluss jedoch schmelzen und ein offener Stromkreis sein. Eine vorübergehende Hochspannungsspitze würde auf Ihre Komponenten übertragen (der Strom sollte einen Weg finden, um zu fließen). Dies gilt für SMPS mit hoher Reaktionszeit. Aber kein Designer konnte alle Parameter berücksichtigen.

2. Kurzschlüsse erfordern einen höheren Einschaltstrom, der EMI erzeugen würde, der benachbarte Komponenten beschädigen würde.

3. Ein Kurzschluss führt dazu, dass der Leistungs-MOSFET/Transistor thermisch von seinem Arbeitspunkt wegläuft und plötzlich zusammenbricht. Eine solche Situation erzeugt Rückwärtsspitzen (weiß nicht warum, aber ich habe das irgendwo gelesen.) Eine solche Rückwärtsspitze ist schlecht für LEDs und dies ist ein bekanntes Problem bei LED-Treibern. Gemeinsam mit den SMPS-Designs ohne Transformator.

Nicht wahr. Erstens ist es niemals Null Ohm. Das geht nur unter perfekten Bedingungen. Jedes Stück Kupfer fügt ein wenig Widerstand hinzu. Wenn es Null Ohm wäre, würde keine Energie in Wärme verschwendet werden.

Einige elektrische Komponenten sind sowohl strom- als auch wärmeempfindlich. Im Wesentlichen sind die meisten Bauteile mit Sicherungen zu vergleichen. Sie können nur eine bestimmte Strommenge verarbeiten, bevor sie platzen. Die winzigen Drähte und Leiterbahnen in einem IC können je nach IC nur wenige zehn oder hundert mA verarbeiten. Digitale Potentiometer haben oft einen maximalen Schleiferstrom im Bereich von 5 mA oder weniger. Ebenso LEDs, Transistoren oder sogar Drähte und Leiterbahnen.

Punktschweißen ist im Wesentlichen ein absichtlich erzeugter Hochstromkurzschluss. Stellen Sie sich nun vor, dass dies in einem IC passiert, den Sie gerade kurzgeschlossen haben.

Ein Kurzschluss gegen Masse führt jedoch möglicherweise nicht zum Ausfall des Netzteils, wenn das Netzteil geschützt ist oder wenn der Teil, an dem der Kurzschluss aufgetreten ist, zuerst stirbt. Ein Kurzschluss in einem Mikrocontroller mit einem maximalen Strom von 200 mA und einer Stromversorgung von 10 A könnte den Mikrocontroller schnell genug wegblasen, dass die Stromversorgung niemals einige Ampere überschreiten würde.

Sie müssen die gesamte Stromschleife berücksichtigen.

Der Kurzschluss liegt direkt über den Ausgangsklemmen, aber es gibt andere SERIE-Schaltungselemente (die am meisten durch Beschädigung gefährdet sind), die im Schaltungspfad angeschlossen sind, wie Widerstände, Transistoren, Dioden usw. Diese erzeugen Spannungsabfälle innerhalb der Schleife und würden dies nicht tun um wahr zu sein, dass der Rest des Stromkreises einfach als "offener Stromkreis betrachtet" werden kann.