串联连接的二极管共享相等的反向电压吗？

如果我在500 V电源上放置了三个便宜的200 V额定二极管而不是一个昂贵的二极管，那么系统是否可以正常工作？

我担心的是这样的情况，其中两个二极管共享150 V，剩下的350 V出现在另一个二极管上，从而散发出冬青烟。这样会发生吗？

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

不，电压分布不均。

二极管的反向泄漏电流不是一个经过仔细控制的参数，并且即使在同一制造批次中，也可能因设备而异。当串联放置时，具有最低泄漏电流的二极管将在其两端具有最高电压，这将导致它们出现故障，进而将向剩余的二极管施加过多的电压，从而导致它们也发生故障。

通常的解决方案是将一个高阻值电阻与每个二极管并联。选择电阻器的值，​​以使流经电阻器的电流（当二极管反向偏置时）约为任何二极管的最坏情况泄漏电流的10倍。这意味着出现在二极管两端的反向电压变化不会超过10％。

请注意，这仍然意味着您需要在二极管的额定值上有一定的余量。例如，对于600V的峰值反向电压，应使用四个200V二极管，而不是三个。

还有另一种现象也起作用。从正向偏置变为反向偏置时，二极管不会全部以相同的速度“关断”。同样，“最佳”（最快）二极管将首先失效。解决方案是在每个二极管上并联一个大约10至100 nF的电容器。这限制了反向电压的上升时间（dV / dt），从而允许所有二极管在其升得太高之前进行开关。

除了@DaveTweed提到的解决方案外，您还可以考虑将齐纳二极管与每个二极管并联使用，如下所示：

该原理图如下所示：如果其中一个二极管由于其较低的泄漏电流而变高，则其齐纳二极管将开始击穿，并为其他二极管提供更多电流，从而使它们从最弱的二极管中获取更多电压（=最低泄漏电流）。另外，您可以认为这是因为齐纳二极管不允许电压高于齐纳二极管的击穿电压（应低于二极管的击穿电压）。但是齐纳二极管不能用作开关，所以我喜欢第一个解释:)

我从未在现实中尝试过这种方法，但是它在LTSpice中可以正常工作，并且我看不到任何失败的原因。

该解决方案将比并联电阻好一些，因为齐纳二极管的漏电流要小得多。但这更昂贵。

此解决方案仅存在一个问题：您可能无法找到电压高于200伏的齐纳二极管-您可能需要为每个二极管串联使用多个齐纳二极管，这最终可能会成为一个体积庞大的解决方案。