Jak paralelně připojit diody

V tomto příspěvku systematicky diskutujeme o tom, jak paralelně připojit diody pro získání upgradu celkových současných specifikací sestavy. To vyžaduje speciální uspořádání obvodu, aby se zajistilo rovnoměrné rozložení proudu mezi zařízeními.

Kdykoli je do stejnosměrného obvodu zapojena zátěž induktoru, je nutné začlenit zadní ochrannou diodu EMF nebo diodu s volnoběžkou, aby byla chráněna BJT nebo mosfet odpovědný za její řízení.

Jak vypočítat paralelní diodu

Výpočet a paralelní připojení diod však nikdy není snadný úkol.

Všichni víme, že stejně jako kondenzátory mají induktory vlastnost akumulace a zpětného přenosu elektrické energie napříč sebou.

K ukládání elektrické energie dochází, když je induktor vystaven potenciálnímu rozdílu napříč svými vodiči, zatímco zpětné odhodení nebo vybíjení uložené elektrické energie nastane v okamžiku, kdy je tento potenciální rozdíl odstraněn.

Výše vysvětlený „zpětný ráz“ akumulované energie přes induktor nebo cívku se nazývá „zpětný EMF“ a protože polarita „zpětného emf“ je vždy opačná než rozdíl aplikovaného potenciálu se stává vážnou hrozbou pro použité zařízení pro ovládání nebo řízení induktoru.

Vysokoproudové diody pro ochranu zpětného EMF

Hrozba spočívá ve skutečnosti, že reverzní napětí způsobené induktorem se pokouší projít přidruženým napájecím zařízením, jako je BJT, s obrácenou polaritou, což okamžitě způsobí poškození zařízení.

Jednoduchý nápad, jak čelit tomuto problému, je přidat usměrňovací diodu přímo přes cívku nebo induktor, kde se katoda spojuje s kladnou stranou cívky, zatímco anoda směrem k záporné.

Takové uspořádání diod napříč stejnosměrnými cívkami se také nazývá volnoběžka nebo zpětná dioda.

Nyní, kdykoli je potenciál přes cívku odstraněn, vygenerovaný zpětný emfs rychle najde svou cestu přes diodu a neutralizuje se místo toho, aby prošel zařízením ovladače.

Klasický příklad tohoto jevu lze vidět ve fázi budiče relé poháněného BJT, na mnoho z nich jste mohli narazit v mnoha různých obvodech. Dioda by mohla být normálně vidět připojená napříč takovými fázemi budičů relé, což se provádí pro ochranu BJT před smrtícím zpětným emfs vyhozeným z cívky relé pokaždé, když je BJT vypnuto.

Schéma vysokoproudové diody Flyback

Relé, které je relativně malou zátěží (cívka s vysokým odporem), obvykle pro takové aplikace více než postačuje dioda 1N4007 s jmenovitým výkonem 1 ampér, avšak v případech, kdy je zátěž relativně velká nebo odpor cívky je velmi nízký, by generované zpětné emfs mohly být ekvivalentní aplikovaným úrovním proudu, což znamená, že pokud je aplikovaný proud v rozsahu 10 amp, reverzní emf by byl také kolem této úrovně.

Chcete-li absorbovat takové masivní otřesy, obráťte zpět emf, dioda také musí být robustní se svými parametry zesilovače.

Normálně, v takových případech, kdy zadní emf může být nad 10 nebo 20 ampérů, je nalezení vhodné jediné diody obtížné nebo příliš nákladné.

Dobrým způsobem, jak tomu čelit, je paralelní připojení mnoha diod s menším hodnocením, ale protože diody, stejně jako BJT, jsou polovodičová zařízení, při paralelním připojení se nedaří.

Důvodem je, že každá dioda připojená k paralelnímu řetězci může mít mírně odlišné úrovně zapnutí, díky čemuž zařízení fungují samostatně, a ta, která se zapne jako první, je odpovědná za převzetí největší části indukovaného proudu, což samo o sobě dělá konkrétní diodu zranitelný.

Proto, aby se vyřešil výše uvedený problém, musí být každá dioda doplněna sériovým rezistorem, vhodně vypočteným pro aplikaci s volnoběžkou podle daných parametrů.

Paralelní připojení diod

Postup správného paralelního připojení diod lze provést následujícím způsobem:

Předpokládejme, že maximální předpokládaný proud emf napříč induktorem je 20 ampérů, a raději použijeme čtyři 6diodové diody jako diody s volnoběžkou na této cívce, což znamená, že každá dioda by měla sdílet kolem 5 ampérového proudu, totéž platí i pro rezistory, které mohou být s nimi spojeny do série.

Pomocí Ohmova zákona můžeme vypočítat odpory tak, že generují minimální bezpečný odpor společně, ale jednotlivě nabízí optimální vysoký odpor, který nutí proud rovnoměrně sdílet cesty napříč všemi diodami.

Obecně bude odpor 0,5 ohmu zcela bezpečný pro zabezpečení napájecího zařízení, proto se z 0,5 x 4 stanou 2 ohmy, takže každá dioda může mít jmenovitou hodnotu 2 ohmy.

Společný příkon musí být dimenzován pro zvládnutí celých 20 ampérů, proto dělení 20 na 4 dává 5, což znamená, že každý rezistor musí být dimenzován na 5 wattů.

Použití rezistorů v sérii s diodami k prevenci tepelného úniku