Czy szeregowo podłączone diody mają równe napięcie wsteczne?

Czy umieszczenie trzech tanich diod 200 V na zasilaniu 500 V zamiast jednej drogiej diody oznacza, że ​​system działa poprawnie?

Martwię się o sytuację, w której dwie diody dzielą 150 V, a pozostałe 350 V pojawia się na drugiej diodzie, uwalniając ostry dym. Czy coś takiego by się stało?

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Nie, napięcie nie rozkłada się równomiernie.

Odwrotny prąd upływowy dla diod nie jest dokładnie kontrolowanym parametrem i może się znacznie różnić w zależności od jednostki, nawet od tej samej partii produkcyjnej. Po umieszczeniu szeregowym diody o najniższym prądzie upływowym będą miały na nich najwyższe napięcie, co spowoduje ich uszkodzenie, co z kolei doprowadzi nadmierne napięcie do pozostałych diod, powodując ich uszkodzenie.

Zwykle rozwiązaniem jest umieszczenie rezystora o wysokiej wartości równolegle z każdą diodą. Wybierz wartość rezystora, aby prąd przepływający przez rezystor (gdy diody były skierowane do tyłu) wynosił około 10 × najgorszego prądu upływu dowolnej diody. Oznacza to, że napięcie wsteczne pojawiające się na diodach nie będzie się zmieniać o więcej niż około 10%.

Zauważ, że nadal oznacza to, że potrzebujesz pewnego marginesu w ocenach diod. Na przykład dla szczytowego napięcia zwrotnego 600 V należy użyć czterech diod 200 V, a nie trzech.

W grę wchodzi także inne zjawisko. Nie wszystkie diody „wyłączają się” z tą samą prędkością, przechodząc od nastawienia do przodu do nastawienia do tyłu. Ponownie „najlepsze” (najszybsze) diody zawiodą jako pierwsze. Rozwiązaniem tego jest również umieszczenie kondensatora, około 10 do 100 nF, równolegle z każdą diodą. Ogranicza to czas narastania (dV / dt) napięcia wstecznego, umożliwiając przełączanie wszystkich diod, zanim wzrośnie ono zbyt wysoko.

Oprócz rozwiązania wspomnianego przez @DaveTweed można rozważyć użycie diod Zenera równolegle do każdej diody w następujący sposób:

Ten schemat działa w następujący sposób: jeśli jedna z diod osiągnie wysoką wartość z powodu niższego prądu upływu - jej Zener zacznie się rozpadać i da większy prąd pozostałym diodom, powodując, że będą one pobierać większe napięcie z najsłabszej diody (= z najniższy prąd upływowy). Alternatywnie możesz wziąć to pod uwagę, ponieważ diody Zenera nie pozwolą, aby napięcie wzrosło powyżej napięcia przebicia diody Zenera (które powinno być niższe niż napięcie przebicia twoich diod). Ale Zeners nie działa jako przełącznik, więc podoba mi się pierwsze wyjaśnienie :)

Nigdy nie próbowałem tego w rzeczywistości, ale działa dobrze w LTSpice i nie widzę żadnego powodu, aby to się nie udawało.

To rozwiązanie będzie nieco lepsze niż rezystory równoległe, ponieważ diody Zenersa dają znacznie mniej prądu upływowego. Ale to jest droższe.

Tylko jeden problem z tym rozwiązaniem: prawdopodobnie nie będziesz w stanie znaleźć diod Zenera dla napięć powyżej 200 woltów - prawdopodobnie będziesz musiał użyć kilku diod Zenera szeregowo dla każdej diody, co może skończyć się nieporęcznym rozwiązaniem.