Чи паралельні діоди - це погана ідея?

Я намагаюся відремонтувати джерело живлення потужністю 800 Вт (див. Моє попереднє запитання з цього приводу.) Одне, що мене викликає, - це те, що в конструкції є паралельно два пакети діодних шоткі (в TO-220). Мені завжди говорили, що це погана ідея, але оскільки вони термічно з'єднані з одним і тим же радіатором, чи це представляє проблему в цьому випадку? Я також помітив те ж саме для вхідного мостового випрямляча, два використовуються паралельно.

Проблема встановлення паралельних діодів полягає в тому, що в міру їх нагрівання опір зменшується. Як результат, цей діод закінчується приймаючи більше струму, ніж інший діод, в результаті чого він нагрівається ще більше. Як ви, напевно, можете побачити, що цей цикл призведе до тепловим бігом, що призведе до того, що діод згодом згорить, якщо подати йому достатньо струму.

Тепер факт, що ви з'єднаєте їх на один і той же радіатор, дещо зменшить цей ефект, але я все одно не рекомендував би його. Занадто багато невідомих, які вплинуть на це, щоб ніколи не довіряти йому, особливо комерційному продукту.

Тепер у випадку з цим джерелом живлення, на який ви дивитесь, цілком можливо, що вони витратили час, щоб діоди відповідали якомога ближче і дозволяли радіатору тримати їх приблизно при однаковій температурі.

Можливо також, що вони запускають діоди далеко за своєю потужністю, а другий ставлять паралельно, щоб вони не завжди працювали біля максимальної потужності, але я вважаю це малоймовірним.

Якщо ви ставите резистор низького значення, наприклад, 1 Ом або 1/2 Ом, щось подібне, послідовно з кожним діодом, а потім паралельно ці складання, резистори допомагають утримати навантаження навіть між двома діодами. Якщо один діод починає приймати більше навантажувального струму (як це було б при тепловому відході), падіння ІЧ на резисторі знижує напругу для цього діода, прагнучи відсунути струм назад вниз.

Резистори потрібно оцінювати за будь-які втрати I ^ 2 * R, які вони зазнають, і це зазвичай означає номінали багато ват. На щастя, подібні речі зазвичай зустрічаються лише в джерелах живлення, де індуктивність, пов'язана з резисторами, намотаними на дріт, не є поганою справою. Зазвичай не проблема знайти 0,1 Ом, 0,25 Ом і т.д., 5 Вт на вище.

Це не ідеально, але на практиці зазвичай можна відмовитися від нього, особливо якщо вони термічно з'єднані. Якщо вони не є потенційною проблемою, то те, що коефіцієнт температури кремнію -ве може зробити один «свинець» більше струму, однак на практиці вони мають тенденцію обидва нагріватися з однаковою швидкістю, а опір схилу ніколи не дорівнює нулю, так Ви все одно отримаєте поточний обмін, навіть коли вам буде спекотніше.

Діоди карбіду кремнію (SiC) можна без проблем проводити паралельно.

Коли один діод нагрівається, його опір збільшується, а інші діоди приймають більше струму. Поточне вирівнювання гарантується напівпровідниковим матеріалом SIC. Вам не доведеться турбуватися про теплове тікання. Однак вони все ще дорогі.

Пара коментарів:

1) Якщо у вас є подвійний пакет, тому що він був на складі або використовувався в іншому місці вашого BOM і т.д., тоді обов'язково продовжуйте і паралельно. Немає чого втрачати.

2) Деякі менш поширені типи діодів, як, наприклад, карбід кремнію, збільшують напругу з температурою, і тому вони можуть бути досить паралельними.

Зі світу живлення комутації я бачив паралельні діоди та мости, як ви описали. Сподіваємось, що при відповідності радіаторінгу та невеликій варіації «частина до частини» пристрої поділять навантаження без будь-якого зовнішнього балансування. Звичайно, жодних гарантій немає, тому кожен з пристроїв повинен оцінюватись, щоб обробляти струм повного навантаження, інакше можуть бути "проблеми" (м'яко кажучи) ...

Одне, що я не бачу обговорювати - це пік середнього струму. Паралельні випрямлячі мають конденсатор на стороні постійного струму, який заряджається трохи ближче до пікової напруги. Тому випрямлячі проводять лише тоді, коли пікова напруга змінного струму перевищує напругу конденсатора плюс 1 падіння діода. Якщо середнє навантаження на сторону постійного струму дорівнює 1 ампер, то випрямлячі збираються проводити пікові струми в кілька разів більше.

Тож випрямлячі бачать високі пікові струми, і це робить низький внутрішній опір діодних переходів схоже на вирівнювання струму між паралельними випрямлячами, як чиясь пропозиція додати зовнішні резистори, щоб збалансувати струм. Я бачив, як це відбувається зі світлодіодами.

Тож мені здається, що окрім (або замість них) відповідних діодів для прямої напруги, вони повинні відповідати напрузі вперед за своїм піковим струмом.

Ось .PDF від ST з азотним зернистим. Після того, як я ознайомився з цим, я забрав, що якщо різниця напруги вперед менше 40 мВ, це нормально паралельним діодам.

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.st.com/resource/en/application_note/dm00098381.pdf

Простий і простий, два невідповідні діоди не поділяють струм однаково. Немає жодних відмов чи збитків, якщо не керуватиме джерелом напруги з необмеженим струмом. Сценарій, популярний серед науковців без практичного застосування. Насправді джерело живлення може мати навантаження 5 Ампер, і якщо дійсно невідповідний, майже один Ампер буде протікати через один і майже ні в один.

Для поліпшення відповідності можна використовувати серійні резистори. Р-ряд обчислюється R = 0,6 / Imax. Інший метод, який я успішно використовував, - це знайти відповідний модуль мостового випрямляча та з'єднати разом термінали змінного струму ("катод") разом із використанням + терміналу ("анод"). В останньому випадку вам не потрібно використовувати вирівнюючі резистори для більшості застосувань, оскільки обидва мостові діоди знаходяться на одній штампі і мають однакове теплове оточення. Для вимогливих застосувань ви все ще можете додати вирівнювальні резистори до рішення мостового випрямляча, вставляючи їх послідовно з кожною ніжкою змінного струму. Нарешті, резистори менших омічних значень отримають роботу з рішенням мостового випрямляча, оскільки діоди дуже схожі на початку. Отже,

Хрусткий17

Все , здається, нехтуючи мале , але все ще значна кількість властивого опору паралельно [або dualled] діоди Шотткі призводить . Якщо один діод почне «завивати» більше струму, ніж його паралельний партнер [s], тоді підвищений опір відводів його пакету [маючи позитивний коефіцієнт температури (на відміну від переходів) nb] автоматично зменшить напругу, що рухається проти стику [s] . Це безперервне розпилювання [спільного] дії між двома або більше діодами буде в середньому відточувати струм за часом, за умови, що кількість поточного попиту, звичайно, не є надмірною.

Також мені вважалося, що паралельні діоди - це погана ідея, але думати про це я не впевнений. Якщо струм в діоді 1 більший, ніж у діоді 2, падіння напруги в прямому напрямку (Vf) колишнього збільшиться, а це означає, що більше струму прийме «коротший» маршрут діода 2. Це схоже на схему автоматичного регулювання яка тримає себе врівноваженою.
Умова полягає в тому, що характеристики Vf-If повинні бути порівнянними, що має стосуватися діодів з тієї ж партії.

редагувати
Для того, щоб Vf-If характеристики були однаковими, обидва пристрої повинні мати однакову температуру, тому їх слід термічно з'єднати, найкраще в одній упаковці.