如果我在 500 V 电源上放置三个便宜的 200 V 额定二极管而不是一个昂贵的二极管，系统是否可以保证正常工作？
我担心的是两个二极管共享 150 V 的情况，其余的 350 V 出现在另一个二极管上，带出冬青烟。会有这样的事情发生吗？
串联的二极管是否共享相等的反向电压？
电器工程
二极管
反极性
2022-01-26 23:22:16
3个回答
不，电压分布不均。
二极管的反向漏电流不是一个仔细控制的参数，即使是同一制造批次，也可能因器件而异。当串联放置时，漏电流最低的二极管两端的电压最高，这将导致它们失效，这反过来又会给剩余的二极管施加过高的电压，导致它们也失效。
通常的解决方案是在每个二极管上并联一个高阻值电阻。选择电阻值，使通过电阻的电流（当二极管反向偏置时）约为任何二极管最坏情况漏电流的 10 倍。这意味着二极管两端出现的反向电压变化不会超过约 10%。
请注意，这仍然意味着您需要在二极管的额定值上留出一些余量。例如，对于 600V 的峰值反向电压，您应该使用四个 200-V 二极管，而不是三个。
还有另一个现象也在起作用。从正向偏置到反向偏置时，二极管不会以相同的速度全部“关闭”。同样，“最佳”（最快）二极管将首先失效。解决方案是在每个二极管上并联一个大约 10 到 100 nF 的电容器。这限制了反向电压的上升时间 (dV/dt)，允许所有二极管在其上升过高之前进行切换。
除了 Dave Tweed 的出色回答之外，我还找到了一份指南，该指南在计算一串串联二极管的分流电阻器和电容器的值时非常有帮助。这形成了一个电压共享网络，可确保串联二极管上的反向电压均匀分布：
除了@DaveTweed 提到的解决方案之外，您还可以考虑将齐纳二极管与每个二极管并联使用，如下所示：
该原理图的工作原理如下：如果其中一个二极管由于泄漏电流较低而变高 - 它的齐纳二极管将开始分解并为其他二极管提供更多电流，使它们从最弱的二极管获得更多电压（=最低泄漏电流） 。或者，您可以将其视为齐纳二极管不允许电压高于齐纳二极管击穿电压（应低于二极管的击穿电压）。但是齐纳二极管不能用作开关，所以我喜欢第一个解释:)
我在现实中从未尝试过，但它在 LTSpice 中运行良好，我看不出有任何失败的原因。
该解决方案将比并联电阻器稍好一些，因为齐纳二极管的漏电流要小得多。但它更昂贵。
这个解决方案只有一个问题：您可能无法找到电压高于 200 伏的齐纳二极管——您可能需要为每个二极管串联多个齐纳二极管，这最终会导致解决方案体积庞大。