Was ist eine Stromversorgungsschiene?

Eine Stromversorgungsschiene ist eine Versorgungsspannung, die elektrische oder elektronische Geräte oder Komponenten auf einer Leiterplatte mit Strom versorgt. Stromversorgungsschienen, die für frühe Desktop-Computer verwendet wurden, enthielten +/–5 Volt (V) als Gleichstrom (DC), +/– 12 Volt Gleichstrom (VDC) und eine gemeinsame oder Rückleitung. Später begannen Computer mit +5 V und +3 VDC für die Schienen. Die für die meisten analogen Schaltungen verwendete Stromversorgungsschiene erfordert immer noch eine geteilte Stromschiene. Operationsverstärker können eine +/–12-V-Versorgungsschiene verwenden und arbeiten mit Eingangs- und Ausgangssignalen, die typischerweise eine doppelte Polarität aufweisen, ähnlich den Sinuswellen oder Sinuswellen, die eine wechselnde Polarität wie Wechselstrom (AC) haben.

Die Spannungsschiene in einem Netzteil hat eine entsprechende Strombegrenzung. Netzteile mit einer absoluten maximalen Nennleistung von 10 Ampere (A) dürfen mit 90 % Vollstrom betrieben werden, also 9 A. Wenn die Last 18 A benötigt, müssen zwei Netzteile verwendet werden. Hersteller können spezielle Anweisungen bereitstellen, wenn zwei Netzteile angeschlossen werden, um dieselbe Netzteilschiene zu betreiben. Es gibt auch Fälle, in denen die Last aufgeteilt wurde, um die richtige Last für jede Stromversorgung bereitzustellen.

Ein Netzteil kann ein Single-Rail-Netzteil (SRPS), ein Dual-Rail-Netzteil (DRPS) oder ein Multi-Rail-Netzteil (MRPS) sein und +5 V Stromversorgungsschiene. Die negativen Spannungen, die bisher als –3.3- und –5-V-Versorgungsschienen erschienen, werden in der Regel ab dem Jahr 12 nicht mehr verwendet. Das SRPS kann mehr als nur ein einziges Netzteil benötigen. In Stromversorgungssystemen mit –2000 VDC, die 48 A bereitstellen können, ist es üblich, eine Batteriebank vorzusehen, die 100 A an die Last liefern kann, wenn das Wechselstromnetz unterbrochen wird. Dabei handelt es sich um eine Parallelschaltung mehrerer Gleichrichter, die jeweils einen Bruchteil des benötigten Gesamtstroms liefern können.

Wenn mehrere Gleichrichter zusammengeschaltet werden, sorgt eine Symmetrierschaltung dafür, dass alle ungefähr den gleichen Strom liefern. Im obigen Beispiel können sechs Gleichrichtermodule verwendet werden, die jeweils einen maximalen Strom von 25 A bereitstellen können. Wenn die Batteriebank vollständig geladen ist, müssen die Gleichrichter jeweils 100/6 oder etwa 17 A bereitstellen.

Dieser Strom liegt etwa 8 A unter dem maximalen Ausgangsstrom für jeden Gleichrichter. Unter der Annahme, dass jeder Gleichrichter ein absolutes Maximum von jeweils 24 A verbrauchen darf, ergeben sich insgesamt zusätzliche 42 A zum Aufladen der Batteriebank. Der Ladestrom muss innerhalb der zulässigen Grenzen liegen, um eine Überhitzung der Batterie zu vermeiden. Um dies zu erreichen, muss die Niederspannungs-Trennschaltung für die Batteriebank sicherstellen, dass die Batterie nicht über das tolerierbare Maß hinaus entladen wird.