二极管串联均压问题的判断误区

时间:2023-03-06作者:佚名
  由于快恢复二极管的反向耐压有限,当用于高压环境下时,往往需要采用多个快恢复整流二极管串联来满足反向耐压的需要。由于生产过程中二极管存在伏安特性、开通时间、恢复电荷等方面的不一致性,从而使得在串联使用时,发生二极管不均压的问题,进而导致某个二极管反向电压过高而损坏,进一步影响其他二极管的正常运行,最终影响整个装置的可靠陛和稳定胜。
  二极管串联均压问题一直是高功率电力电子变换装置研究的难题。二极管串联不均压的因素有自身因素和外围电路的因素。在午维伯的《二极管串联不需要均压电阻》一文给出二极管串联不需均压的结论;而在《二极管串联高压整流的电压分布与均压问题》一文给出了二极管串联需要均压;在《用于高压高频整流的二极管串联均压问题》一文给出了二极管串联均压方法及参数选型等等。因此在判断二极管串联均压问题上容易产生误区。
  1、二极管的特}生及其串联不均压因素分析
  1.1二极管特l生
  二极管属于电力电子器件,也是应用较多较为普遍的器件。一般越熟悉的器件越容易遗漏其关键参数指标,一般情况下只是关心宏观上的参数指标,诸如反向耐压、通态电流、反向漏电流等。一般隋况下,二极管的结电容、关断和开通特眭图等等容易被忽视。
  1.2二极管串联不均压因素分析
  二极管串联不均压主要原因来自自身和外部两类。自身原因主要由加工工艺造成的,外因主要是由外部电路造成的。同一批次生产出来二极管的伏安特性不一致,造成二极管的静态不均压;反向恢复时间及开通状态的不一致造成二极管的动态不均压目。外部电路设计会造成杂散电感和电容,在高压高频环境中会造成不均压问题。
  2、二极管串联不均压误区分析
  2.1宏观下二极管串联不均压分析
  《二极管串联不需要均压电阻》一文给出二极管串联不需均压,这是从宏观上分析得出的,主要考虑的是二极管自身因素的影响。如图1所示,二个二极管串联,外接反向直流电压。反向饱和电流较小的二极管承受电压较大,因为两个二极管串联,在外部施加电压额定的J隋况下,反向饱和电流是不变的。如图2所示,假设两个二极管仅反向饱和电流存在差异,D2的反向饱和电流较小。可以明显得出上述结论。

二极管串联均压问题的判断误区

  在实际运行中,宏观上二极管由于自身差异导致压降不同如图2所示。当外界电压U加大到D2上的压降到达临界点时,由于D1反向饱和电流大导致其压降相对较小,当D2达到临界压降时,D1仍然处于安全稳定区域。U再次加大,按照上述分析,D2上压降将突破临界转折电压,二极管击穿造成电流急剧增加,但是D1和D2是串联于主电路中,D1电流必然随着D2增加,但是从Dl的伏安曲线得知,D1通过大电流时其反向压降应该达到转折电压,故u1和u2之和大于U,推测不成立。因此,U加大时,D2的电压不会继续增加,而D1的电压会继续增加,直至u增加到超过二个管子的反向耐压之和,此时会出现二极管击穿。多个管子的分析也是如此,可参照《二极管串联不需要均压电阻》
  2.2微观下二极管串联不均压分析
  二极管的引脚、二极管在电路板上的布局等等在高压高频环境下自然而然演变成杂散电容和电感。杂散电容和电感的引入直接影响二极管的开通和关断波形。电容的引入阻止电压的突变而电感的引入则阻止电流的突变。《用于高压高频整流的二极管串联均压问题》给出了在高频下二极管串联等效电路图,如图3所示C1为二极管结电容,R为二极管反向电阻,C2为二极管对高压形成的杂散电容,C3为二极管对地形成的杂散电容,同时从微观角度分析了二极管串联不均压的原因及后果。在文献目中提出二极管自身因素可以通过选用同—批次生产的二极管来近似解决,重点考虑外部因素。

二极管串联均压问题的判断误区

  3、二极管串联的应用
  电除尘器高频电源输出高频PWM波经升压变压器再经过整流模块最终输出近似直线的电压波形。整流模块集成在升压变压器中,采用的是二极管串联模式,因为电压等级比较高,一般考虑达到10KV以上。由于输出电压波形精度要求不高,故采用二极管直接串联方式即可,选用高频整流二极管,整流输出仿真波形如图4所示,实测波形如图5所示。

二极管串联均压问题的判断误区

  如图所示,整流输出电压出现高低波峰,这是由于杂散参数即外部因素的影响,随着科学技术的不断发展,二极管的制作工艺在不断提高,其自身因素的影响已经微乎其微。

二极管串联均压问题的判断误区

  4、结束语
  通过从宏观和微观两个角度简单分析二极管的串联均压问题,最后得出,在二极管串联应用于高压高频环境下时,二极管自身因素产生不均压但是不会造成二极管的击穿,二极管的外部因素产生的不均压是会造成二极管的击穿甚至更为严重的后果。

相关阅读

常见电动机控制线路的功能与实际应用

直流电动机调速控制线路是一种可在负载不变的条件下,控制直流电动机稳速旋转和旋转速度的线路。 降压启动的直流电动机控制电路是指直流电动机启动时,将启动电阻RP串入直流电...
2023-06-25
常见电动机控制线路的功能与实际应用

配电柜标准接线

电力作业人员都知道,配电柜导线的连接在电工的工作中占有很大的比重,大部分的电工师傅接线都有相对的规范,几乎都是以实现电气控制功能为主体而进行的接线,可是回头看看,电工配电...
2024-10-15
配电柜标准接线

设计一个一键启停控制程序

设计一个一键启停控制程序 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...
2023-03-29
设计一个一键启停控制程序

这位电气预埋老师傅,我墙都不服—就服你!

先看图,在叙述 做这个活的工人师傅原话是这样说的: 墙体电线竖管采用比图纸设计大一号的线管,提前预埋好。等顶板电线管敷设时,在采用图纸设计要求的线管型号。这样做可以...
2023-06-11

事故预想:低压主蒸汽电动阀前手动阀法兰突然大量漏气怎么处理?

事故现象:4机冷态启机过程中,4汽机房内低压主蒸汽电动阀前手动阀法兰突然大量漏气,小锅炉仍在运行中。现场有何现象、报警?值长及各岗位人员如何处理? 1) 4机冷态启机过程中...
2023-06-13
事故预想:低压主蒸汽电动阀前手动阀法兰突然大量漏气怎么处理?

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
¥ 1

可换头防静电塑胶镊子ESD-7A/242/249/259防划伤夹IC硅晶片陶瓷头

ESD-7A/242/249/259是一款专为半导体行业设计的防静电塑胶镊子,有效防止静电对敏感电子元件的损害。其独特之处在于可更换的镊子头,包括专为夹持IC硅晶片和陶瓷元件...
¥ 2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

L型套筒扳手铣口烟斗双头弯头7字穿孔机修六角汽修轮胎工具6-19mm

L型套筒扳手是一款常用于工业领域的多功能工具,具备双头设计,可高效完成铣口、烟斗等多种工件孔位加工,适用六角汽修、轮胎等场景。其套筒尺寸为6-19mm,精准适配各类...
¥ 3.5

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店,作为西门子品牌的专卖店,提供了一系列高品质、设计新颖的家居电气产品。这里销售的开关插座采用无框...
¥ 8.77

网站栏目