직렬 연결된 다이오드가 동일한 역 전압을 공유합니까?

하나의 고가의 다이오드 대신 500V 전원에 3 개의 저렴한 200V 정격 다이오드를 배치하면 시스템이 올바르게 작동하도록 보증됩니까?

내 걱정은 두 다이오드가 150V를 공유하고 나머지 350V가 다른 다이오드에 나타나서 홀리 스모크가 발생하는 상황입니다. 그런 일이 일어날까요?

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

아니요, 전압이 균등하게 분배되지 않습니다.

다이오드의 역 누설 전류는 신중하게 제어되는 매개 변수가 아니며 동일한 제조 배치에서도 단위마다 크게 다를 수 있습니다. 직렬로 배치하면 누설 전류가 가장 낮은 다이오드의 전압이 가장 높아서 고장이 발생하여 나머지 다이오드에 과도한 전압이 가해져 고장이 발생합니다.

일반적인 해결책은 각 다이오드와 병렬로 고가의 저항을 배치하는 것입니다. 저항을 통과하는 전류 (다이오드가 역 바이어스 될 때)가 다이오드의 최악의 누설 전류의 약 10 배가되도록 저항 값을 선택하십시오. 이는 다이오드에 나타나는 역 전압이 약 10 % 이상 변하지 않음을 의미합니다.

이것은 여전히 ​​다이오드 등급에 약간의 여유가 필요하다는 것을 의미합니다. 예를 들어 600V의 피크 리버스 전압의 경우 3 개가 아닌 4 개의 200V 다이오드를 사용해야합니다.

또 다른 현상이 발생합니다. 순방향 바이어스에서 역방향 바이어스로 이동할 때 다이오드가 모두 같은 속도로 "꺼지는"것은 아닙니다. "최고"(가장 빠른) 다이오드가 먼저 실패합니다. 이를위한 해결책은 또한 각 다이오드와 병렬로 커패시터를 약 10 ~ 100nF 배치하는 것입니다. 이렇게하면 역 전압의 상승 시간 (dV / dt)이 제한되어 너무 높아지기 전에 모든 다이오드를 전환 할 수 있습니다.

@DaveTweed에서 언급 한 솔루션 외에도 다음과 같이 각 다이오드에 병렬로 제너 다이오드를 사용하는 것을 고려할 수 있습니다.

이 회로도는 다음과 같이 작동합니다. 누설 전류가 낮아 다이오드 중 하나가 높아지면 제너가 작동하기 시작하고 다른 다이오드에 더 많은 전류를 공급하여 가장 약한 다이오드에서 더 많은 전압을 사용합니다 (= 최저 누설 전류). 또는 제너 다이오드가 제너 다이오드 항복 전압 (다이오드의 항복 전압보다 낮아야 함)보다 전압이 높아지지 않도록하기 때문에이를 고려할 수 있습니다. 그러나 Zeners는 스위치로 작동하지 않으므로 첫 번째 설명이 마음에 듭니다. :)

나는 이것을 실제로 시도하지는 않았지만 LTSpice에서 잘 작동하고 이것이 실패 할 이유가 없다.

이 솔루션은 제너 다이오드가 누설 전류를 훨씬 줄이므로 병렬 저항보다 약간 우수합니다. 그러나 더 비용이 많이 듭니다.

이 솔루션의 한 가지 문제 : 아마도 200V 이상의 전압에서 제너 다이오드를 찾을 수 없을 것입니다-아마도 각 다이오드에 대해 여러 개의 제너 다이오드를 직렬로 사용해야하므로 부피가 큰 솔루션이 될 수 있습니다.