Wie kann ich feststellen, wie viele Netzteile sicher in Reihe geschaltet werden können?

Es hängt vom Isolationspotential ab, das jede Versorgung erreichen kann. Das ist die maximal zulässige Spannungsdifferenz von jedem Ausgang zu jedem Eingang. Bei den meisten kommerziellen Netzteilen liegt dies häufig im Bereich von 1,5 bis 2,5 kV.

Angenommen, Sie haben eine Reihe von 15-V-Versorgungen, die mit 120 VAC betrieben werden und für eine 2-kV-Isolation ausgelegt sind. Da der Eingang ein Sinus ist, reicht er von ±170 V von Masse, also verwenden wir 200 V. Wenn einer der Ausgänge geerdet ist, haben wir bis zu 215 V Differenz von jedem Ausgang zu jedem Eingang.

Von oben bleibt (2 kV)-(215 V) = 1785 V Isolationspotential übrig. Für jede Versorgung aus der geerdeten werden weitere 15 V verbraucht. Das ergibt 119 Versorgungen pn auf beiden Seiten einer geerdeten. Da sich zwei Versorgungen in der Mitte eine Masseverbindung teilen können, beträgt das absolute Maximum in diesem Beispiel nur aus der Isolationsspannung 119 + 2 + 119 = 240.

Also im Grunde ist die Antwort "viel". Beachten Sie, dass in der obigen maximalen Kette von Versorgungen die Gesamtspannung von Ende zu Ende 3,6 kV betragen würde. Sie müssen damit natürlich sehr vorsichtig sein und sicherstellen, dass jede Isolierung, die Sie verwenden, damit umgehen kann. Gewöhnlicher handelsüblicher Draht hat normalerweise keine Isolationsleistung von 3,6 kV.

Ich möchte auch klarstellen, dass ich dies nicht wirklich empfehle oder befürworte. Das ist eine schlechte Idee. Ein Problem besteht darin, dass die Isolation vom Ausgang zum Gehäuse wahrscheinlich geringer ist als vom Ausgang zum Eingang. Dies bedeutet, dass die Gehäuse der Stromversorgungskette effektiv als "unter Spannung" betrachtet werden müssen. Sie können zum Beispiel die Reihe von 240 Verbrauchsmaterialien nicht auf einem Metallgestell sitzen lassen. Alle bis auf ein paar Vorräte in der Mitte wären nicht sicher zu berühren. Die obige Mathematik lässt auch keinen Spielraum für Spannungsspitzen auf der Stromleitung und dergleichen. Auch hier sind mehr als "ein paar" Vorräte in Serie eine schlechte Idee.

Die Durchschlagsleistung des Trenntransformators kann eine Grenze darstellen, wenn sie sich 1 kV nähert, und diese wird verschlechtert, wenn der DC-Ausgang aufgrund von Leckkapazitätsbelastungen über der Isolierung geerdet wird.

Die andere ist die DC-Lastregelung der schlechtesten Stromversorgung, die die Menge des Laststroms begrenzt, um eine Überlastung des schwächsten Glieds zu verhindern. Dies ist ähnlich wie bei Serienbatterien.

Schließlich könnte der Kurzschlussschutz aufgrund der möglichen Rückwärtsspannung am schwächsten Seriengerät aufgrund eines Kurzschlusses tatsächlich die OCP-Fähigkeit des Geräts übersteigen. Dasselbe gilt für Gegen-EMK, beispielsweise von einem großen Motor oder einem Lichtbogen mit negativem Widerstand.

Andernfalls können Sie beliebig viele in Reihe schalten, wenn Sie die oben genannten möglichen Fehlermodi beachten.

Das Datenblatt sollte diese Information geben. Ich habe einen bekannten Online-Anbieter mit Netzteilen von £ 40 bis £ 800 schnell durchgesehen, und keiner von ihnen tut es.

Wenn Sie eine Komponente belasten möchten und das Datenblatt schweigt, wie stark Sie sie belasten können, dann sagt die Vorsicht, dass Sie dies nicht tun sollten, bis Sie Ihre eigenen Tests durchgeführt haben.

Um an das Stromnetz angeschlossen werden zu können, überstehen die meisten Instrumente einen Netzeingang von +/- 1,5 kV gegenüber Erde. Leider wird diese Toleranz auf der Ausgangsseite selten erreicht. Da der Ausgang nur für niedrige Spannungen ausgelegt ist, sind die Abstände zwischen Leiterbahnen und geerdeten Elementen auf den PCBs möglicherweise nur für Hunderte von Volt geeignet, nicht für Tausende.

Wenn Sie erwägen, mehrere Netzteile in Reihe zu schalten, kaufen Sie eines, zerlegen Sie es und überprüfen Sie die Abstände. Schalten Sie es ein, indem Sie den Ausgang auf 50% über Ihrer Zielspannung über Masse/Chassis bringen. Stellen Sie sicher, dass nichts am Gehäuse, an Programmieranschlüssen oder an zugänglichen Metallteilen am Gehäuse beschädigt ist. Sie werden vielleicht angenehm überrascht sein. Sie können sich die Kosten für den Kauf vieler Verbrauchsmaterialien ersparen, wenn Sie feststellen, dass sie nicht geeignet sind.

Da die meisten erdfreien Ausgangsstromversorgungen (der einzige Typ, der in Reihe geschaltet werden kann) ein begrenztes Durchschlagspotential zur Netzerde haben, scheint dies das einzige Sicherheitsproblem zu sein. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie dies jemals erreichen würden, da es normalerweise im Bereich von 1500+ V liegt. Das andere Problem, auf das Sie eher stoßen würden, ist, dass der Kurzschluss- und Foldback-Schutz jetzt eine kaskadierende Reihe von Teilereignissen ist und die Überlastspannung möglicherweise nicht ungleich Null ist.
Wenn Sie beispielsweise nur zwei 30-V-Versorgungen haben, die von einem eingestellten maximalen Ausgangswert von 1 A abfallen. Die aktuellen Triggerpegel unterscheiden sich um einen kleinen Betrag, sodass eine Versorgung zuerst von 60 V auf (30 + Foldback-Spannung) zurückfaltet. Ihre Ausgangsspannung folgt also nicht mehr dem erwarteten Fold-Back- oder Konstantstrom-Spannungsprofil.
Dies könnte bedeuten, dass Sie Ihre externen Schaltkreise, die Sie mit Strom versorgen, eher verbrennen als schützen. Je mehr Netzteile in Reihe geschaltet werden, desto schlimmer wird das Problem.