我正在尝试维修800W电源(请参阅与此有关的先前问题。)让我感到惊讶的是,该设计具有两个并联的肖特基二极管封装(在TO-220中)。经常有人告诉我这是一个坏主意,但是由于它们热耦合到同一散热器,因此在这种情况下会带来问题吗?我还注意到输入桥式整流器是相同的,两个并联使用。
我正在尝试维修800W电源(请参阅与此有关的先前问题。)让我感到惊讶的是,该设计具有两个并联的肖特基二极管封装(在TO-220中)。经常有人告诉我这是一个坏主意,但是由于它们热耦合到同一散热器,因此在这种情况下会带来问题吗?我还注意到输入桥式整流器是相同的,两个并联使用。
Answers:
并联二极管的问题在于,随着二极管的发热,其电阻会降低。结果,该二极管最终消耗的电流要大于另一个二极管,导致其发热甚至更多。正如您可能看到的那样,如果提供足够的电流,此循环将导致热量散失,最终导致二极管烧毁。
现在,将它们耦合到同一个散热器的事实会减少这种影响,但我仍然不建议这样做。有太多的未知因素会影响到它,使其永远不要相信它,尤其是在商业产品中。
现在,对于这种电源,您很可能是他们花了一些时间使二极管尽可能接近地匹配,并允许散热器将它们保持在大约相同的温度。
也可能是因为它们使二极管工作在远低于其容量的状态,并且使第二个二极管并联运行,因此它们并不总是在接近最大容量的情况下运行,但我发现这种可能性不大。
如果在每个二极管上串联一个低电阻值的电阻(例如1 ohm或1/2 ohm),然后将这些组件并联,则电阻可以使两个二极管之间保持负载。如果一个二极管开始吸收更多的负载电流(就像热失控那样),则电阻上的IR压降会降低该二极管的电压,从而趋向于将电流推低。
电阻的额定值应为所引起的I ^ 2 * R损失,这通常意味着额定功率为多瓦。幸运的是,这种情况通常只会在电源中遇到,在这种情况下,与线绕电阻器相关的电感并不是一件坏事。通常,以5W以上的功率找到0.1 ohm,0.25 ohm等不是问题。
2W/(40A/4 diodes) = 0.2 Ohms
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它不是理想的,但是在实践中,通常可以避免使用它,特别是如果它们是热耦合的。如果不是,那么潜在的问题是硅的-ve温度系数会使电流增加“一头”,但是在实践中,它们倾向于以相同的速率加热,并且斜率电阻永远不会为零,因此即使比较热,您仍将获得当前共享。
碳化硅(SiC)二极管可以并联使用。
当一个二极管加热时,其电阻会增加,因此其他二极管会吸收更多电流。SIC半导体材料可确保电流均衡。您不必担心热失控。但是它们仍然很昂贵。
我没有讨论的一件事是平均电流的峰值。并联整流器在直流侧具有一个电容器,该电容器被充电到接近峰值电压的水平。因此,仅当峰值交流电压超过电容器的电压加上1个二极管压降时,整流器才会导通。如果直流侧的平均负载为1安培,则整流器将传导峰值电流的几倍。
因此,整流器会看到较高的峰值电流,这会使二极管结的低内部电阻看起来等于并联的整流器之间的电流,就像其他人建议增加外部电阻器来平衡电流一样。我已经看到LED发生这种情况。
因此在我看来,除了(或代替)用于正向电压的匹配二极管之外,还应该在峰值电流下将它们与正向电压匹配。
这是ST的.PDF文件,内容十分精巧。仔细阅读后,我认为如果正向电压差小于40 mV,则对于并联二极管是可以的。
简单明了,两个不匹配的二极管不能平均分配电流。除非有无限电流的电压源驱动,否则不会发生故障或失控。在没有实用应用程序的情况下受到学者欢迎的方案。实际上,电源可能具有5 A的负载,如果确实不匹配,则几乎5 A的电流将流经其中一个,而几乎不流经另一个。
似乎每个人都忽略了并联的(或双管的)肖特基二极管引线的很小但仍然很大的固有电阻。如果一个二极管开始比其并联伙伴“吸收”更多电流,则其封装引线的电阻增加[具有正温度系数(与结不同),nb]将自动减小驱动结的电压。如果电流需求量不算过多,则两个或多个二极管之间的这种持续锯切[共享]动作将使电流随时间平均。
我还认为并联二极管是一个坏主意,但不确定是否会考虑。如果二极管1中的电流大于二极管2中的电流,则前者的正向压降(Vf)将增加,这意味着更多的电流将采用二极管2的“更短”路径。这就像是自动调节电路使自己保持平衡。
条件是Vf-If特性应具有可比性,同一批次的二极管也应如此。
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为了使Vf-If特性相同,两个器件应具有相同的温度,因此应热耦合,最好在同一封装中。