ขนานไดโอดเป็นความคิดที่ดีหรือไม่?

ฉันกำลังพยายามซ่อมแซมแหล่งจ่ายไฟ 800W (ดูคำถามก่อนหน้านี้ของฉัน) สิ่งหนึ่งที่ทำให้ฉันคือการออกแบบมีไดโอด schottky สองแพ็คเกจ (ใน TO-220) ในแบบคู่ขนาน ฉันมักจะบอกว่านี่เป็นความคิดที่ไม่ดี แต่เนื่องจากพวกเขาอยู่คู่กับฮีทซิงค์เดียวกันด้วยความร้อนมันจึงมีปัญหาในกรณีนี้หรือไม่? ฉันยังสังเกตเห็นเหมือนกันสำหรับ rectifier สะพานอินพุตที่สองจะใช้ในแบบคู่ขนาน

ปัญหาของการใส่ไดโอดแบบขนานคือเมื่อความร้อนเพิ่มขึ้นความต้านทานจะลดลง เป็นผลให้ไดโอดนั้นจบลงด้วยการรับกระแสมากขึ้นและไดโอดอีกตัวทำให้เกิดความร้อนมากขึ้น อย่างที่คุณอาจเห็นว่าวงจรนี้จะทำให้ความร้อนไหลออกไปทำให้ไดโอดเผาไหม้ในที่สุดหากคุณให้กระแสไฟฟ้าเพียงพอ

ตอนนี้ความจริงที่ว่าคุณจับคู่มันกับฮีทซิงค์เดียวกันจะลดผลกระทบบางอย่าง แต่ฉันก็ยังไม่แนะนำ มีสิ่งแปลกปลอมมากมายจนเกินไปที่จะทำให้สิ่งนี้ไม่น่าเชื่อถือโดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์

ทีนี้ในกรณีของแหล่งจ่ายไฟนี้ที่คุณกำลังดูอาจเป็นไปได้ว่าพวกเขาใช้เวลาในการรับไดโอดที่เข้าคู่กันให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และปล่อยให้ฮีทซิงค์เก็บอุณหภูมิไว้ที่อุณหภูมิเดียวกัน

อาจเป็นไปได้ว่าพวกเขากำลังเรียกใช้ไดโอดในความสามารถของพวกเขาและวางที่สองในแบบขนานเพื่อให้พวกเขาไม่ได้ใช้พวกเขาใกล้ความจุสูงสุด แต่ฉันพบว่ามันไม่น่าเป็นไปได้

หากคุณใส่ตัวต้านทานค่าต่ำเช่น 1 โอห์มหรือ 1/2 โอห์มบางอย่างในซีรีย์แต่ละไดโอดแล้วต่อขนานกันแอสเซมบลีตัวต้านทานจะช่วยให้โหลดแม้อยู่ระหว่างไดโอดทั้งสอง หากไดโอดตัวหนึ่งเริ่มรับกระแสโหลดมากขึ้น (อย่างที่มันเป็นเมื่อความร้อนไหลออกไป) การลดลงของ IR บนตัวต้านทานจะลดแรงดันสำหรับไดโอดนั้นซึ่งมีแนวโน้มที่จะผลักกระแสกลับลง

ตัวต้านทานจำเป็นต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับทุกสิ่งที่สูญเสีย I ^ 2 * R ซึ่งจะเกิดขึ้นซึ่งมักจะหมายถึงการจัดอันดับแบบหลายวัตต์ โชคดีที่สิ่งเหล่านี้มักพบในแหล่งจ่ายไฟซึ่งการเหนี่ยวนำที่เกี่ยวข้องกับตัวต้านทานลวดพันไม่ได้เป็นเรื่องเลวร้าย โดยทั่วไปแล้วจะไม่มีปัญหาในการค้นหา 0.1 โอห์ม 0.25 โอห์ม ฯลฯ ใน 5W ขึ้นไป

มันไม่เหมาะ แต่ในทางปฏิบัติคุณมักจะหนีไปได้ หากพวกเขาไม่ใช่ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นก็คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของซิลิกอนสามารถทำให้เกิด 'กระแส' มากกว่าในปัจจุบันอย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติพวกเขาจะมีแนวโน้มที่จะทำให้ความร้อนทั้งสองในอัตราเดียวกัน คุณจะยังคงได้รับการแบ่งปันในปัจจุบันแม้ว่าจะร้อนกว่าก็ตาม

ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) สามารถขนานได้โดยไม่มีปัญหา

เมื่อไดโอดตัวหนึ่งทนความร้อนเพิ่มขึ้นความต้านทานก็จะเพิ่มขึ้นดังนั้นไดโอดตัวอื่นจะรับกระแสมากขึ้น การทำให้เท่าเทียมกันในปัจจุบันมีการประกันโดยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ SIC คุณไม่ต้องกังวลกับปัญหาความร้อน อย่างไรก็ตามพวกเขายังคงมีราคาแพง

ความคิดเห็นที่คู่:

1) ถ้าสิ่งที่คุณมีเป็นแพ็คเกจคู่เพราะมันมีอยู่ในสต็อกหรือใช้งานที่อื่นใน BOM ของคุณเป็นต้นจากนั้นไปข้างหน้าและขนานกัน ไม่มีอะไรจะหลวม

2) ไดโอดธรรมดาบางประเภทเช่นซิลิกอนคาร์ไบด์เพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิและสามารถขนานกันได้ดีพอสมควร

จากโลกพลังแห่งการสลับเปลี่ยนฉันได้เห็นไดโอดและสะพานขนานกันตามที่คุณอธิบาย ความหวังก็คือด้วยการจับคู่ฮีทซิงค์และการเปลี่ยนแปลงส่วนเล็กต่อชิ้นส่วนอุปกรณ์จะแบ่งปันภาระโดยไม่ต้องมีการปรับสมดุลภายนอกใด ๆ แน่นอนว่าไม่มีการรับประกันดังนั้นอุปกรณ์แต่ละชิ้นจะต้องได้รับการจัดอันดับเพื่อจัดการโหลดเต็มรูปแบบในปัจจุบันซึ่งอาจมี "ปัญหา" (เพื่อแสดงอย่างอ่อนโยน) ...

สิ่งหนึ่งที่ฉันไม่เห็นพูดถึงคือจุดสูงสุดของกระแสเฉลี่ย วงจรเรียงกระแสแบบขนานมีตัวเก็บประจุที่ด้าน DC ซึ่งมีประจุค่อนข้างใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ดังนั้นวงจรเรียงกระแสจะดำเนินการเฉพาะเมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูงสุดเกินแรงดันของตัวเก็บประจุบวกกับการลดลง 1 ไดโอด ถ้าโหลดเฉลี่ยบนฝั่ง DC บอกว่า 1 แอมป์แล้ววงจรเรียงกระแสจะทำงานกระแสสูงสุดหลายเท่า

ดังนั้นวงจรเรียงกระแสจะมองเห็นกระแสสูงสุดที่สูงและสิ่งเหล่านี้ทำให้ความต้านทานภายในต่ำของจุดแยกไดโอดนั้นดูจะเท่ากันระหว่างกระแสระหว่างวงจรเรียงกระแสแบบขนานเช่นเดียวกับที่คนอื่นเสนอแนะเพื่อเพิ่มตัวต้านทานภายนอกให้สมดุลกับกระแส ฉันเคยเห็นสิ่งนี้เกิดขึ้นกับ LEDs

สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่านอกเหนือจาก (หรือแทนที่จะ) ไดโอดตรงกันสำหรับแรงดันไปข้างหน้าพวกเขาควรจะจับคู่สำหรับแรงดันไปข้างหน้าที่กระแสสูงสุดของพวกเขา

นี่คือ. PDF จาก ST พร้อมกับ nitty gritty หลังจากที่ฉันอ่านมันฉันก็เลยออกไปว่าถ้าความต่างศักย์แรงดันไปข้างหน้าน้อยกว่า 40 mV มันก็โอเคกับไดโอดแบบขนาน

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

ธรรมดาและเรียบง่ายสองไดโอดที่ไม่ตรงกันจะไม่แบ่งปันกระแสเท่า ๆ กัน ไม่มีความล้มเหลวหรือการหลบหนีเว้นแต่จะขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่ายแรงดันที่มีกระแสไม่ จำกัด สถานการณ์ที่ได้รับความนิยมจากนักวิชาการที่ไม่มีแอปที่ใช้งานได้จริง ในความเป็นจริงแหล่งจ่ายไฟอาจมีโหลด 5 แอมป์และหากไม่ตรงกันจริง ๆ เกือบ 5 แอมป์จะไหลผ่านหนึ่งและเกือบไม่มีในอื่น ๆ

คุณสามารถใช้ตัวต้านทานแบบอนุกรมเพื่อปรับปรุงการจับคู่ ซีรี่ย์ R จะถูกคำนวณโดย R = 0.6 / ไอแมกซ์ อีกวิธีหนึ่งที่ฉันใช้กับความสำเร็จคือการหาโมดูลเรียงกระแสบริดจ์ที่ได้รับการจัดอันดับอย่างเหมาะสมและย่อขั้ว AC ไว้ด้วยกัน ("แคโทด") พร้อมกับใช้ + เทอร์มินัล ("ขั้วบวก") ในกรณีหลังคุณไม่จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานที่เท่ากันสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่เนื่องจากไดโอดสะพานทั้งสองอยู่ในไดอิมเดียวกันและแบ่งสภาพความร้อนแบบเดียวกัน สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการคุณยังสามารถเพิ่มตัวต้านทานที่เท่ากันให้กับโซลูชันวงจรเรียงกระแสบริดจ์โดยการใส่พวกมันเป็นอนุกรมกับขา AC แต่ละตัว ในที่สุดตัวต้านทานซีรีส์ค่าโอห์มิคขนาดเล็กจะทำงานให้เสร็จสิ้นด้วยโซลูชั่นโมดูลตัวเรียงกระแสบริดจ์เนื่องจากไดโอดนั้นคล้ายกันมากในการเริ่มต้น ดังนั้น

Crispy17

ทุกคนน่าจะละเลยเล็กน้อย แต่ยังคงมีนัยสำคัญของความต้านทานโดยธรรมชาติของขนาน [หรือ dualled] ไดโอดโอกาสในการขาย ถ้าหนึ่งไดโอดเริ่ม 'หมู' กระแสเกินกว่าคู่ขนาน [s] จากนั้นความต้านทานที่เพิ่มขึ้นของบรรจุภัณฑ์ [มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวก . การดำเนินการ [ดู] อย่างต่อเนื่องนี้ที่ใช้ร่วมกันระหว่างไดโอดสองตัวหรือมากกว่านั้นจะทำการเฉลี่ยกระแสไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไปหากว่าปริมาณความต้องการในปัจจุบันนั้นไม่มากเกินไป

ฉันก็คิดว่าไดโอดขนานกันเป็นความคิดที่ไม่ดี แต่คิดเกี่ยวกับมันฉันไม่แน่ใจ หากกระแสในไดโอด 1 มีค่ามากกว่าในไดโอด 2 แรงดันไฟฟ้าตกไปข้างหน้า (Vf) ของอดีตจะเพิ่มขึ้นซึ่งหมายความว่ากระแสไฟฟ้ามากขึ้นจะใช้เส้นทาง "สั้นลง" ของไดโอด 2 ดูเหมือนว่าวงจรควบคุมอัตโนมัติ ซึ่งทำให้ตัวเองมีความสมดุล
เงื่อนไขคือคุณสมบัติ Vf-If ควรจะเปรียบเทียบซึ่งควรเป็นกรณีสำหรับไดโอดจากชุดเดียวกัน

แก้ไข
สำหรับ Vf-If คุณลักษณะที่เหมือนกันอุปกรณ์ทั้งสองควรมีอุณหภูมิเท่ากันดังนั้นควรมีการทำงานร่วมกันทางความร้อนได้ดีที่สุดในแพ็คเกจเดียวกัน