如何并联二极管?

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  在这篇文章中,我们将系统地讨论如何并联二极管,以升级组件的整体电流规格。这需要特殊的电路布置,以确保设备之间的均匀电流分布。

  每当直流电路中涉及基于电感的负载时,为了保护BJT或负责驱动它的MOSFET,必须集成反电动势保护二极管或续流二极管。

  如何计算并联二极管

  然而,并联计算和连接二极管从来都不是一件容易的事。

  我们都知道,就像电容器一样,电感器具有在自身上存储和恢复电能的特性。

  当电感器在其引线上受到电位差时,就会发生电能的存储,而当该电位差被消除时,就会发生回抛或放电存储的电能。

  上面解释的在电感器或线圈上存储的能量的“反冲”被称为“反电动势”,并且由于“反电动势”的极性总是与施加的电位差相反,因此对用于控制或驱动电感器的器件构成严重威胁。

  用于反电动势保护的大电流二极管

  威胁在于电感器产生的反向电压试图通过相关的功率器件,例如具有反极性的BJT,从而对器件造成即时损坏。

  解决这个问题的一个简单想法是直接在线圈或电感器上添加一个整流二极管,其中阴极与线圈的正极连接,而阳极朝向负极。

  这种跨越直流线圈的二极管排列也称为续流二极管或反激二极管。

  现在,每当线圈两端的电位被移除时,产生的反电动势就会迅速找到通过二极管的路径并被中和,而不是强行通过驱动器器件。

  这种现象的一个典型例子可以在BJT驱动的继电器驱动器阶段看到,您可能在许多不同的电路中遇到过很多这样的现象。通常可以看到二极管连接在这样的继电器驱动器级上,这样做是为了保护BJT免受每次BJT关闭继电器线圈时从继电器线圈踢出的致命反电动势的影响。

  反激式高电流二极管原理图

  

二极管

  继电器是一个相对较小的负载(高电阻线圈),通常一个额定电流为 1 安培的 1N4007 二极管对于此类应用来说绰绰有余,但是在负载相对较大或线圈电阻非常低的情况下,产生的反电动势可能相当于施加的电流水平,这意味着如果施加的电流在 10 安培的范围内, 反向电动势也将在这个水平附近。

  为了吸收反向反电动势的巨大震动,二极管也必须具有强大的放大器规格。

  通常,在反电动势可能高于 10 或 20 安培的情况下,找到合适的单个二极管变得困难或过于昂贵。

  解决这个问题的一个好方法是并联许多较小额定值的二极管,但是由于二极管就像BJT一样是半导体器件,因此并联连接时效果不佳。

  原因是,连接在并联串中的每个二极管可能具有略有不同的开关导通电平,使器件单独导通,并且首先打开的二极管负责承担最大的感应电流,这本身使特定二极管易受攻击。

  因此,为了解决上述问题,每个二极管必须添加一个串联电阻,根据给定的参数针对续流应用进行适当计算。

  并联二极管

  正确并联二极管的过程可以通过以下方式完成:

  假设电感两端的最大假定电动势电流为 20 安培,我们更喜欢使用四个 6 安培二极管作为该线圈上的续流二极管,这意味着每个二极管应共享大约 5 安培的电流,这同样适用于电阻器,电阻器可以与它们串联连接。

  使用欧姆定律,我们可以计算电阻,使它们一起产生最小的安全电阻,但单独提供最佳的高电阻,迫使电流在所有二极管上平均共享路径。

  通常,0.5 欧姆的电阻对于保护功率器件来说是相当安全的,因此 0.5 x 4 变成 2 欧姆,因此每个二极管的额定值可以是 2 欧姆。

  瓦数必须加起来才能处理整个 20 安培,因此将 20 除以 4 得到 5,这意味着每个电阻器的额定功率必须为 5 瓦。

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