A diódák párhuzamos csatlakoztatása

Ebben a bejegyzésben szisztematikusan megvitatjuk, hogyan lehet diódákat párhuzamosan csatlakoztatni a szerelvény általános aktuális specifikációinak frissítéséhez. Ehhez speciális áramköri elrendezésre van szükség az eszközök egyenletes árameloszlásának biztosítása érdekében.

Amikor az induktor alapú terhelés bekapcsolódik egy egyenáramú áramkörbe, a hátsó EMF védő dióda vagy a szabadonfutó dióda beépítése elengedhetetlenné válik a BJT vagy az annak hajtásáért felelős mosfet védelme érdekében.

Hogyan számoljuk ki a párhuzamos diódát

A diódák párhuzamos kiszámítása és összekapcsolása azonban soha nem könnyű feladat.

Mindannyian tudjuk, hogy a kondenzátorokhoz hasonlóan az induktoroknak is az a tulajdonsága, hogy az elektromos energiát önmagában tárolja és visszavissza.

Az elektromos energia tárolása akkor történik, amikor az induktort potenciálkülönbségnek vetik alá a vezetékei között, miközben a tárolt elektromos energia visszadobása vagy kisütése abban a pillanatban történik, amikor ez a potenciálkülönbség megszűnik.

A fentiekben ismertetett tárolt energia induktivitáson vagy tekercsen történő visszarúgását „hátsó EMF-nek” nevezzük, és mivel a „hátsó emf-ek” polaritása mindig ellentétes az alkalmazott potenciálkülönbséggel, komoly veszélyt jelent az alkalmazott eszközre az induktor vezérléséhez vagy vezetéséhez.

Nagyáramú diódák a hátsó EMF-védelemhez

A fenyegetés abban rejlik, hogy az induktor által kiváltott fordított feszültség megpróbálja átjutni a kapcsolódó áramellátó eszközön, például egy fordított polaritású BJT-n, amely azonnali károsodást okoz.

Egyszerű ötlet ennek a kérdésnek az ellensúlyozására egy egyenirányító diódát kell hozzáadni közvetlenül a tekercsen vagy az induktoron keresztül, ahol a katód a tekercs pozitív oldalával, míg az anód negatív felé kapcsolódik.

Az ilyen diódaelrendezést a DC tekercseken szabadonfutónak vagy visszacsapó diódának is nevezik.

Most, amikor a tekercsen átesik a potenciál, a generált back emfs gyorsan megtalálja az útját a diódán keresztül, és semlegesíti, ahelyett, hogy a meghajtó eszközön kényszerítené.

Ennek a jelenségnek a klasszikus példája lehet tanúja a BJT által vezérelt relévezetői szakaszban, rengeteg ilyennel találkozhatott számos különböző áramkörben. Egy dióda általában látható volt összeköttetésben az ilyen relé-meghajtók fokozataival, ami megvédi a BJT-t a relé tekercséből elrúgott halálos emfektől minden alkalommal, amikor a BJT kikapcsolja.

Flyback nagyáramú dióda vázlat

Egy relé, amely viszonylag kis terhelésű (nagy ellenállású tekercs), általában egy 1 amperes 1N4007 dióda több mint elegendő az ilyen alkalmazásokhoz, azonban olyan esetekben, amikor a terhelés viszonylag hatalmas, vagy a tekercs ellenállása nagyon alacsony, a generált vissza emf egyenértékű legyen az alkalmazott áramszintekkel, vagyis ha az alkalmazott áram a 10 amper tartományban van, akkor a fordított emf is ennek a szintnek a körül lenne.

Az ilyen hatalmas lökések elnyeléséhez fordított hátsó emf, a diódának is erősnek kell lennie az erősítő specifikációival.

Normális esetben olyan esetekben, amikor a hátsó emf 10 vagy 20 amper fölött lehet, a megfelelő egyetlen dióda megtalálása bonyolulttá vagy túl drágává válik.

Jó megoldás ennek ellensúlyozására, ha sok kisebb névleges diódát párhuzamosan csatlakoztatunk, de mivel a diódák, csakúgy, mint a BJT-k félvezető eszközök, párhuzamosan csatlakoztatva nem mennek jól.

Ennek oka, hogy a párhuzamos húrba kapcsolt minden diódának kissé eltérő bekapcsolási szintje lehet, ami az eszközök külön vezetését eredményezi, és az, amelyik bekapcsol, először felelőssé válik az indukált áram legnagyobb tömegének felvételéért, amely maga az adott diódát teszi sebezhető.

Ezért a fenti probléma megoldása érdekében minden diódát hozzá kell adni egy soros ellenálláshoz, amelyet a szabadonfutó alkalmazáshoz megfelelően kiszámítottunk az adott paraméterek szerint.

Diódák csatlakoztatása párhuzamosan

A diódák megfelelő párhuzamos csatlakoztatásának eljárása a következő módon hajtható végre:

Tegyük fel, hogy a maximális feltételezett emf áram az induktoron 20 amper, és mi inkább négy 6 amperes diódát használunk, mint szabadonfutó diódákat ezen a tekercsen, ami azt jelenti, hogy mindegyik diódának 5 amper körül kell osztoznia, ugyanez vonatkozik az ellenállásokra is, amelyek sorba köthető velük.

Ohm törvényének felhasználásával kiszámíthatjuk az ellenállásokat úgy, hogy együttesen minimális biztonságos ellenállást generáljanak, de külön-külön optimális nagy ellenállást kínálnak, arra kényszerítve az áramot, hogy az utakat egyenlően ossza meg az összes diódán.

Általában a 0,5 ohmos ellenállás meglehetősen biztonságos lesz az áramellátó berendezés védelme érdekében, ezért 0,5 x 4 2 ohm lesz, így minden dióda 2 ohmos névleges lehet.

A teljes teljesítményt a teljes 20 amper kezeléséhez együttesen kell értékelni, ezért a 20-at 4-gyel elosztva 5-öt kapunk, vagyis mindegyik ellenállást 5 wattra kell értékelni.

Diódákkal ellátott ellenállások használata a termikus elszökés megakadályozására