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直流开关电源工程师深入解释二极管串联为什么注意均压,并联为什么注意均流?

直流开关电源工程师深入解释二极管串联

二极管器件在进行串联应用时,必须注意其静态均压和动态均压。

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图1 器件的串联应用

器件串联应用,在静态时,应用串联的各元件漏电流的不一致,从而使漏电流最小的元件承受最高的电压,甚至达到其额定极限值,因此必须对其进行并联均压电阻。

对于n 个二极管的串联电路,我们可以得到一个简化的计算电阻的公式:

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上式中:n-串联元件个数;Vr-二极管额定电压;Vm-串联电路中电压的最大值;△Ir-运行在最高工作温度时二极管的漏电流偏差值。

经验表明,动态均压问题的解决永不同于静态均压问题。如果一个二极管pn 结的载流子消失得比另一个的快,在关断过程中它也更早的承受电压。

在n 个给定电压值为Vr 的二极管串联时,我们可以采用一个简化的公式来计算电容:

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△QRR-串联元件间反向恢复电荷的最大偏差,当所使用的器件来自于同一个制造批号时,我们可以假设△QRR=0.3 QRR。

器件在串联应用时,只有当各个器件的静态的动态均达到相当理想的的对称均衡状态,才能最大限度地利用串联的各器件额定参数。

线性直流电源工程师深入解释二极管并联

通常在功率器件的并联应用时,首先我们应当考虑均流。在没有特别的均流措施情况下,应使相互并联的器件通态电压的偏差尽量小。

器件通态电压对温度的依赖性,是衡量器件并联应用的一个重要参数。有些种类的器件通态电压呈正温度系数,二有些器件呈负温度系数。当一个器件呈正温度系数时,它更适合并联应用。但因为二极管总是存在一定的制造偏差,所以在二极管的并联应用中,一个较大的的负温度系数(>2mV/K)则有可能使其运行温度失衡。进而使器件永久失效。

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图2  不同类型二极管对温度的依赖性

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