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  • 電阻可以串聯(lián)-為什么二極管不適合串聯(lián)
    • 發(fā)布時間:2020-10-10 17:38:49
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    電阻可以串聯(lián)-為什么二極管不適合串聯(lián)
    我們你都知道,電阻可以用來串聯(lián),也可以用來并聯(lián)。那么,二極管適合串聯(lián)和并聯(lián)嗎?
    Ⅰ、二極管串聯(lián)
    二極管串聯(lián)時,需要注意靜態(tài)截止電壓和動態(tài)截止電壓的對稱分布。
    二極管串聯(lián)
    在靜態(tài)時,由于串聯(lián)各元件的截止漏電流具有不同的制造偏差,導(dǎo)致具有最小漏電流的元件承受了最大的電壓,甚至達到擎住狀態(tài)。但只要元件具有足夠的擎住穩(wěn)定性,則無必要在線路中采用均壓電阻。只有當(dāng)截止電壓大于1200V的元件串聯(lián)時,一般來說才有必要外加一個并聯(lián)電阻。
    假設(shè)截止漏電流不隨電壓變化,同時忽略電阻的誤差,則對于n個具有給定截止電壓VR的二極管的串聯(lián)電路,我們可以得到一個簡化的計算電阻的公式:
    二極管串聯(lián)
    以上Vm是串聯(lián)電路中電壓的最大值,△Ir是二極管漏電流的最大偏差,條件是運行溫度為最大值。我們可以做一個安全的假設(shè):
    二極管串聯(lián)
    上式中,Irm是由制造商所給定的。利用以上估計,電阻中的電流大約是二極管漏電流的六倍。
    經(jīng)驗表明,當(dāng)流經(jīng)電阻的電流約為最大截止電壓下二極管漏電流的三倍時,該電阻值便是足夠的。但即使在此條件下,電阻中仍會出現(xiàn)可觀的損耗。
    原則上,動態(tài)的電壓分布不同于靜態(tài)的電壓分布。如果一個二極管pn結(jié)的載流子小時得比另外一個要快,那么它也就更早地承受電壓。
    如果忽略電容的偏差,那么在n個給定截止電壓值Vr的二極管相串聯(lián)時,我們可以采用一個簡化的計算并聯(lián)電容的方法:
    二極管串聯(lián)
    以上△QRR是二極管存儲電量的最大偏差。我們可以做一個充分安全的假設(shè):
    二極管串聯(lián)
    條件是所有的二極管均出自同一個制造批號?!鱍RR由半導(dǎo)體制造商所給出。除了續(xù)流二極管關(guān)斷時出現(xiàn)的存儲電量之外,在電容中存儲的電量也同樣需要由正在開通的IGBT來接替。根據(jù)上述設(shè)計公式,我們發(fā)現(xiàn)總的存儲電量值可能會達到單個二極管的存儲電量的兩倍。
    一般來說,續(xù)流二極管的串聯(lián)電流并不多見,原因還在于存在下列附件的損耗源:
    1、pn結(jié)的n重擴散電壓;
    2、并聯(lián)電阻中的損耗;
    3,需要由IGBT接替的附加存儲電量;
    4、由RC電路而導(dǎo)致的元件的增加。
    所以在高截止電壓的二極管可以被采用時,一般不采用串聯(lián)方案。
    唯一的例外是當(dāng)應(yīng)用電路要求很短的開關(guān)時間和很低的存儲電量時,這兩點正好是地奈亞二極管所具備的。當(dāng)然此時系統(tǒng)的通態(tài)損耗也會大大增加。
    Ⅱ、二極管并聯(lián)
    二極管并聯(lián),并不需要附加的RC緩沖電路。重要的是在并聯(lián)時通態(tài)電壓的偏差應(yīng)盡可能小。
    判斷一個二極管是否適合并聯(lián)的重要參數(shù)是其通態(tài)電壓對溫度的依賴性。如果通態(tài)電壓隨溫度的增加而下降,則它具有負的溫度系數(shù)。對于損耗來說,這是一個優(yōu)點。
    如果通態(tài)電壓隨溫度的增加而增加,則溫度系數(shù)為正。
    二極管串聯(lián)
    在典型的并聯(lián)應(yīng)用中,這是一個優(yōu)點,其原因在于,較熱的二極管將承受較低電流,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定。因為二極管總是存在一定的制造偏差,所以在二極管并聯(lián)時,一個較大的負溫度系數(shù)(>2mV/K)則有可能產(chǎn)生溫升失衡的危險。
    并聯(lián)的二極管會產(chǎn)生熱耦合:
    1.在多個芯片并聯(lián)的模塊中通過基片;
    2.在多個模塊并聯(lián)于一塊散熱片時通過散熱器。
    一般對于較弱的負溫度系數(shù)來說,這類熱偶合足以避免具有最低通態(tài)電壓的二極管走向溫度失衡。但對于負溫度系數(shù)值>2mM/K的二極管,我們則建議降額使用,即總的額定電流應(yīng)當(dāng)小于各二極管額定電流的總和。
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