Apakah paralel dioda adalah ide yang buruk?

Saya mencoba untuk memperbaiki catu daya 800W (lihat pertanyaan saya sebelumnya tentang ini.) Satu hal yang membuat saya adalah bahwa desain memiliki dua paket dioda schottky (dalam TO-220) secara paralel. Saya selalu diberi tahu bahwa ini adalah A Bad Idea, tetapi karena mereka digabungkan secara termal ke heatsink yang sama, apakah itu menimbulkan masalah dalam hal ini? Saya juga memperhatikan hal yang sama untuk penyearah jembatan input, dua digunakan secara paralel.

Masalah dengan menempatkan dioda secara paralel adalah ketika mereka memanaskan resistansi mereka berkurang. Akibatnya, dioda itu akhirnya mengambil lebih banyak arus daripada dioda lainnya, sehingga memanaskan lebih banyak lagi. Seperti yang mungkin Anda lihat, siklus ini akan menyebabkan pelarian termal yang menyebabkan dioda akhirnya terbakar jika Anda memberinya cukup arus.

Sekarang fakta bahwa Anda memasangkan mereka ke heatsink yang sama akan mengurangi efek ini, tapi saya tetap tidak akan merekomendasikannya. Ada terlalu banyak hal yang tidak diketahui yang akan mempengaruhi hal ini untuk tidak mempercayainya, terutama dalam produk komersial.

Sekarang untuk kasus catu daya yang Anda lihat ini, mungkin mereka menghabiskan waktu untuk menyesuaikan dioda semaksimal mungkin dan memungkinkan heatsink menyimpannya pada suhu yang sama.

Mungkin juga mereka menjalankan dioda jauh di bawah kapasitas mereka dan mereka menempatkan yang kedua secara paralel sehingga mereka tidak selalu menjalankan mereka di dekat kapasitas maksimal, tetapi saya menemukan ini tidak mungkin.

Jika Anda meletakkan resistor bernilai rendah, misalnya 1 ohm atau 1/2 ohm, sesuatu seperti itu, secara seri dengan masing-masing dioda, dan kemudian paralelkan rakitan-rakitan itu, resistor membantu menjaga beban bahkan di antara kedua dioda. Jika satu dioda mulai mengambil lebih banyak arus beban (seperti halnya dengan pelarian termal), penurunan IR pada resistor menurunkan tegangan untuk dioda itu, cenderung mendorong arus kembali ke bawah.

Resistor harus diberi peringkat untuk kehilangan I ^ 2 * R apa pun yang mereka alami, dan ini biasanya berarti peringkat multi-watt. Untungnya hal semacam ini biasanya hanya dijumpai pada catu daya, di mana induktansi yang terkait dengan resistor luka kawat bukanlah hal yang buruk. Secara umum bukan masalah untuk menemukan 0,1 ohm, 0,25 ohm, dll, dalam 5W, ke atas.

Ini tidak ideal tetapi dalam praktiknya Anda biasanya bisa lolos begitu saja, terutama jika digabungkan secara termal. Jika mereka bukan masalah potensial adalah bahwa koefisien temperatur silikon -ve bisa membuat satu 'babi' lebih banyak dari arus, namun dalam praktiknya mereka cenderung memanaskan keduanya pada tingkat yang sama, dan resistensi lereng tidak pernah nol, jadi Anda masih akan mendapatkan pembagian saat ini bahkan ketika seseorang lebih panas.

Dioda silikon karbida (SiC) dapat diparalelkan tanpa masalah.

Ketika satu dioda memanaskan resistansi meningkat, maka dioda lain mengambil lebih banyak arus. Penyamaan saat ini dijamin oleh bahan semikonduktor SIC. Anda tidak perlu khawatir tentang pelarian termal. Namun mereka masih mahal.

Beberapa komentar:

1) Jika apa yang Anda miliki adalah paket ganda karena itu dalam stok atau digunakan digunakan di tempat lain di BOM Anda dll. Maka pasti pergi ke depan dan paralel. Tidak ada ruginya.

2) Beberapa jenis dioda yang kurang umum seperti silikon karbida meningkatkan tegangan dengan suhu dan oleh karena itu dapat paralel dengan baik.

Dari dunia switching power, saya telah melihat dioda dan jembatan paralel seperti yang telah Anda jelaskan. Harapannya adalah bahwa dengan heatsink yang cocok dan variasi bagian-ke-bagian yang kecil, perangkat akan berbagi beban tanpa penyeimbangan eksternal. Tidak ada jaminan, tentu saja, sehingga masing-masing perangkat harus dinilai untuk menangani arus beban penuh jika tidak ada "masalah" (dengan kata lain) ...

Satu hal yang tidak saya lihat dibahas adalah puncak ke arus rata-rata. Penyearah paralel memiliki kapasitor di sisi DC yang diisi agak dekat dengan tegangan puncak. Oleh karena itu penyearah hanya melakukan ketika tegangan AC puncak melebihi tegangan kapasitor ditambah 1 penurunan dioda. Jika beban rata-rata di sisi DC adalah 1 amp, maka penyearah akan melakukan arus puncak beberapa kali lipat.

Jadi penyearah melihat arus puncak tinggi, dan ini membuat resistansi internal yang rendah dari persimpangan dioda terlihat untuk menyamakan arus antara penyearah paralel, sama seperti saran orang lain untuk menambahkan resistor eksternal untuk menyeimbangkan arus. Saya telah melihat ini terjadi dengan LED.

Jadi menurut saya selain (atau bukannya) dioda yang cocok untuk tegangan maju, mereka harus cocok untuk tegangan maju pada arus puncaknya.

Berikut ini. PDF dari ST dengan seluk beluk. Setelah saya teliti saya mengambil bahwa jika perbedaan tegangan maju kurang dari 40 mV tidak apa-apa untuk dioda paralel.

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

Polos dan sederhana, dua dioda tidak cocok tidak berbagi arus sama. Tidak ada kegagalan atau pelarian kecuali didorong oleh sumber tegangan dengan arus tidak terbatas. Skenario yang populer di kalangan akademisi tanpa aplikasi praktis. Pada kenyataannya catu daya mungkin memiliki beban 5 Amp dan jika benar-benar tidak cocok hampir 5 Amps akan mengalir melalui satu dan hampir tidak ada yang lain.

Anda dapat menggunakan resistor seri untuk meningkatkan kecocokan. R series akan dihitung dengan R = 0,6 / Imax. Metode lain yang saya gunakan dengan sukses adalah menemukan modul penyearah jembatan dengan nilai yang sesuai dan menyingkat terminal AC bersama-sama ("katoda") bersama dengan menggunakan terminal + ("anoda"). Dalam kasus terakhir, Anda tidak perlu menggunakan resistor yang menyamakan untuk sebagian besar aplikasi karena kedua dioda jembatan berada pada die yang sama dan berbagi lingkungan termal yang sama. Untuk aplikasi yang menuntut, Anda masih dapat menambahkan resistor penyamaan ke solusi penyearah jembatan dengan memasukkannya secara seri dengan setiap kaki AC. Akhirnya, resistor seri nilai ohmik yang lebih kecil akan menyelesaikan pekerjaan dengan solusi modul penyearah jembatan karena dioda sangat mirip dengan permulaan. Karenanya,

Crispy17

Semua orang tampaknya mengabaikan jumlah kecil tapi masih signifikan perlawanan yang melekat dari disejajarkan [atau dualled] dioda Schottky lead . Jika satu dioda mulai 'menyumbat' lebih banyak arus daripada pasangan yang disejajarkan [s] maka peningkatan tahanan sadapan paketnya [yang memiliki koefisien suhu positif (tidak seperti persimpangan) nb] akan secara otomatis mengurangi tegangan mengemudi ke persimpangan [s] . Tindakan terus-menerus ini [dilihat bersama] antara dua atau lebih dioda akan rata-rata keluar dari waktu ke waktu asalkan jumlah permintaan saat ini tidak berlebihan tentu saja.

Saya juga berpikir bahwa dioda paralel adalah ide yang buruk, tetapi memikirkannya saya tidak yakin. Jika arus di dioda 1 lebih besar dari dioda 2, penurunan tegangan maju (Vf) dari yang sebelumnya akan meningkat, yang berarti lebih banyak arus akan mengambil rute "pendek" dari dioda 2. Ini terlihat seperti rangkaian pengatur otomatis yang menjaga dirinya seimbang.
Syaratnya adalah bahwa karakteristik Vf-If harus sebanding, yang seharusnya menjadi kasus untuk dioda dari batch yang sama.

sunting
Untuk Vf-Jika karakteristiknya sama, kedua perangkat harus memiliki suhu yang sama, jadi harus digabungkan secara termal, terbaik dalam paket yang sama.