Ist das Parallelschalten von Dioden eine schlechte Idee?

Das Problem beim Parallelschalten von Dioden besteht darin, dass ihr Widerstand abnimmt, wenn sie sich erwärmen. Infolgedessen nimmt diese Diode mehr Strom auf als die andere Diode, was dazu führt, dass sie sich noch mehr erwärmt. Wie Sie wahrscheinlich sehen können, führt dieser Zyklus zu einem thermischen Weglaufen, wodurch die Diode schließlich brennt, wenn Sie ihr genügend Strom geben.

Die Tatsache, dass Sie sie an denselben Kühlkörper koppeln, wird diesen Effekt etwas verringern, aber ich würde es immer noch nicht empfehlen. Es gibt viel zu viele Unbekannte, die dies beeinflussen, um ihm niemals zu vertrauen, insbesondere bei einem kommerziellen Produkt.

Nun, für den Fall dieses Netzteils, das Sie sich ansehen, kann es sehr gut sein, dass sie die Zeit aufgewendet haben, um die Dioden so genau wie möglich aufeinander abzustimmen und dem Kühlkörper zu ermöglichen, sie auf ungefähr der gleichen Temperatur zu halten.

Es kann auch sein, dass sie die Dioden weit unter ihrer Kapazität betreiben und die zweite parallel schalten, sodass sie sie nicht immer in der Nähe der maximalen Kapazität betreiben, aber ich halte das für unwahrscheinlich.

Wenn Sie einen Widerstand mit niedrigem Wert, z. B. 1 Ohm oder 1/2 Ohm, so etwas in Reihe mit jeder Diode und dann parallel zu diesen Baugruppen schalten, helfen die Widerstände, die Last zwischen den beiden Dioden gleichmäßig zu halten. Wenn eine Diode beginnt, mehr Laststrom aufzunehmen (wie es bei einem thermischen Durchgehen der Fall wäre), senkt der IR-Abfall am Widerstand die Spannung für diese Diode und tendiert dazu, den Strom wieder nach unten zu drücken.

Die Widerstände müssen für jeden I ^ 2 * R-Verlust ausgelegt sein, den sie verursachen, und dies bedeutet normalerweise Multi-Watt-Nennwerte. Glücklicherweise trifft man so etwas normalerweise nur in Netzteilen an, wo die mit drahtgewickelten Widerständen verbundene Induktivität keine schlechte Sache ist. Es ist im Allgemeinen kein Problem, 0,1 Ohm, 0,25 Ohm usw. in 5 W aufwärts zu finden.

Es ist nicht ideal, aber in der Praxis kann man damit meist durchkommen, besonders wenn sie thermisch gekoppelt sind. Wenn dies nicht der Fall ist, besteht das potenzielle Problem darin, dass der -ve-Temperaturkoeffizient von Silizium ein "Schwein" mehr aus dem Strom machen könnte. In der Praxis neigen sie jedoch dazu, sich beide mit der gleichen Geschwindigkeit zu erwärmen, und der Steigungswiderstand ist daher niemals Null Sie werden immer noch Strom teilen, auch wenn einer heißer ist.

Siliziumkarbid (SiC)-Dioden können problemlos parallel geschaltet werden.

Wenn sich eine Diode erwärmt, erhöht sich ihr Widerstand, sodass andere Dioden mehr Strom aufnehmen. Der Stromausgleich wird durch SIC-Halbleitermaterial gewährleistet. Sie müssen sich keine Gedanken über thermisches Durchgehen machen. Allerdings sind sie immer noch teuer.

Ein paar Kommentare:

1) Wenn Sie ein Doppelpaket haben, weil es auf Lager war oder an anderer Stelle in Ihrer Stückliste usw. verwendet wurde, dann machen Sie auf jeden Fall weiter und parallel. Es gibt nichts zu verlieren.

2) Einige weniger gebräuchliche Diodentypen wie Siliziumkarbid erhöhen die Spannung mit der Temperatur und können daher relativ gut parallel geschaltet werden.

Aus der Welt der Schaltleistung habe ich parallele Dioden und Brücken gesehen, wie Sie es beschrieben haben. Die Hoffnung ist, dass sich die Geräte mit angepasstem Kühlkörper und kleinen Abweichungen von Teil zu Teil die Last ohne jegliche Art von externem Ausgleich teilen. Es gibt natürlich keine Garantien, daher muss jedes der Geräte für den Volllaststrom ausgelegt sein, sonst kann es zu "Problemen" kommen (um es milde auszudrücken) ...

Eine Sache, die ich nicht diskutiert sehe, ist der Spitzen- bis Durchschnittsstrom. Die Parallelgleichrichter haben auf der DC-Seite einen Kondensator, der etwas nahe an der Spitzenspannung aufgeladen wird. Daher leiten die Gleichrichter nur, wenn die Spitzenwechselspannung die Spannung des Kondensators plus 1 Diodenabfall übersteigt. Wenn die durchschnittliche Last auf der DC-Seite beispielsweise 1 Ampere beträgt, leiten die Gleichrichter Spitzenströme, die ein Vielfaches davon betragen.

Die Gleichrichter sehen also hohe Spitzenströme, und diese lassen den niedrigen Innenwiderstand der Diodenübergänge den Strom zwischen den parallel geschalteten Gleichrichtern ausgleichen, genau wie der Vorschlag einer anderen Person, externe Widerstände hinzuzufügen, um den Strom auszugleichen. Ich habe das bei LEDs gesehen.

Daher scheint es mir, dass sie neben (oder anstelle von) passenden Dioden für die Durchlassspannung auch für die Durchlassspannung bei ihrem Spitzenstrom angepasst werden sollten.

Hier ist ein .PDF von ST mit dem Wesentlichen. Nachdem ich es gelesen hatte, nahm ich mit, dass es in Ordnung ist, Dioden parallel zu schalten, wenn die Durchlassspannungsdifferenz weniger als 40 mV beträgt.

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

Ich dachte auch, dass das Parallelschalten von Dioden eine schlechte Idee ist, aber wenn ich darüber nachdenke, bin ich mir nicht sicher. Wenn der Strom in Diode 1 größer ist als der in Diode 2, steigt der Durchlassspannungsabfall (Vf) der ersteren, was bedeutet, dass mehr Strom den „kürzeren“ Weg der Diode 2 nimmt. Dies sieht aus wie eine selbstregulierende Schaltung der sich im Gleichgewicht hält.
Bedingung ist, dass Vf-If-Kennlinien vergleichbar sein sollten, was bei Dioden aus der gleichen Charge der Fall sein sollte.

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Damit die Vf-If-Eigenschaften gleich sind, sollten beide Geräte die gleiche Temperatur haben, also thermisch gekoppelt sein, am besten im selben Gehäuse.

Schlicht und einfach, zwei fehlangepasste Dioden teilen sich den Strom nicht gleichmäßig. Es gibt keinen Ausfall oder Durchgehen, es sei denn, es wird von einer Spannungsquelle mit unbegrenztem Strom angetrieben. Ein bei Akademikern beliebtes Szenario ohne praktische App. In Wirklichkeit kann ein Netzteil eine Last von 5 Ampere haben, und wenn es wirklich nicht übereinstimmt, fließen fast 5 Ampere durch das eine und fast keine durch das andere.

Sie können Vorwiderstände verwenden, um die Anpassung zu verbessern. Die R-Serie würde mit R=0,6/Imax berechnet. Eine andere Methode, die ich erfolgreich angewendet habe, besteht darin, ein Brückengleichrichtermodul mit geeigneter Nennleistung zu finden und die AC-Klemmen ("Kathode") zusammen mit der Verwendung der + Klemme ("Anode") kurzzuschließen. Im letzteren Fall müssen Sie für die meisten Anwendungen keine Ausgleichswiderstände verwenden, da sich beide Brückendioden auf demselben Chip befinden und dieselbe thermische Umgebung teilen. Für anspruchsvolle Anwendungen können Sie der Brückengleichrichterlösung immer noch Ausgleichswiderstände hinzufügen, indem Sie sie in Reihe mit jedem Wechselstromzweig einfügen. Schließlich werden Vorwiderstände mit kleinerem Ohmwert die Arbeit mit der Lösung des Brückengleichrichtermoduls erledigen, da die Dioden zunächst sehr ähnlich sind. Somit,

Knusprig17

Jeder scheint den kleinen, aber immer noch erheblichen Betrag des Eigenwiderstands der Leitungen der parallel geschalteten [oder doppelt geführten] Schottky-Dioden zu vernachlässigen . Wenn eine Diode beginnt, mehr Strom zu "fressen" als ihre parallelen Partner, dann verringert der erhöhte Widerstand der Leitungen ihres Gehäuses [mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (im Gegensatz zu den Übergängen) nb] automatisch die Spannung, die gegen die Übergänge fährt. . Diese kontinuierliche Wippen [gemeinsame] Aktion zwischen den zwei oder mehr Dioden wird den Strom im Laufe der Zeit mitteln, vorausgesetzt, dass der Strombedarf natürlich nicht zu hoch ist.