Чи розділені між собою послідовно діоди рівні зворотним напругою?

Якщо я розміщую три дешеві діоди на 200 В потужністю 500 В замість одного дорогого діода, чи гарантована система працювати належним чином?

Мене хвилює ситуація, коли два діоди розділяють 150 В, а решта 350 В з'являються на іншому діоді, виводячи холодовий дим. Чи трапилось би щось подібне?

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Ні, напруга не розподіляється однаково.

Струм зворотного витоку для діодів не є ретельно контрольованим параметром і може суттєво змінюватися від одиниці до одиниці, навіть від тієї ж партії виготовлення. Якщо розміщувати їх послідовно, діоди з найменшим струмом витоку матимуть найвищу напругу на них, що призведе до їх виходу з ладу, що, в свою чергу, подасть надмірну напругу до інших діодів, що призведе до виходу з ладу.

Звичайне рішення - поставити паралельний з кожним діодом резистор високої вартості. Виберіть значення резистора таким чином, щоб струм через резистор (коли діоди зворотно зміщені) приблизно 10 × найгірший струм витоку будь-якого діода. Це означає, що зворотна напруга, що з’являється на діодах, не буде змінюватися більш ніж приблизно на 10%.

Зауважте, що це все ще означає, що вам потрібна певна маржа в оцінках діодів. Наприклад, для 600В пікової зворотної напруги слід використовувати чотири 200-В діоди, а не три.

Існує ще одне явище. Не всі діоди «вимикаються» з однаковою швидкістю при переході від прямого зміщення до зворотного зміщення. Знову ж таки, "найкращі" (найшвидші) діоди вийдуть з ладу першими. Рішенням цього є також встановлення конденсатора, приблизно від 10 до 100 нФ, паралельно кожному діоду. Це обмежує тривалість руху (дВ / дт) зворотної напруги, що дозволяє комутувати всі діоди до того, як вона підніметься занадто високою.

На додаток до рішення, яке згадує @DaveTweed, ви можете розглянути можливість використання діодів Зенера паралельно кожному діоду на зразок цього:

Ця схема працює так: якщо один з діодів виходить високим через менший струм витоку - це Зенер почне розбиватися і подаватиме більше струму для інших діодів, змушуючи їх брати більше напруги від самого слабкого діода (= з найменший струм витоку). Як варіант, ви можете вважати це тим, що діоди Зенера не дозволять напрузі піднятися вище, ніж напруга пробою діода Зенера (яка повинна бути нижчою, ніж напруга пробою ваших діодів). Але Zeners не працює як комутатор, тому мені подобається перше пояснення :)

Я ніколи не пробував цього в реальності, але це добре працює в LTSpice, і я не бачу причин, щоб це не вдалося.

Це рішення буде дещо краще, ніж паралельні резистори, оскільки діоди Зенера дадуть набагато менше струму витоку. Але це більш доцільно.

Лише одна проблема з цим рішенням: вам, мабуть, не вдасться знайти діоди Зенера для напруги понад 200 Вольт - вам, ймовірно, потрібно буде використовувати кілька діодів Зенера послідовно для кожного діода, що може виявитися громіздким рішенням.