Πώς να συνδέσετε τις διόδους παράλληλα

Σε αυτήν την ανάρτηση συζητούμε συστηματικά πώς να συνδέσουμε τις διόδους παράλληλα για να αναβαθμίσουμε τις συνολικές τρέχουσες προδιαγραφές του συγκροτήματος. Αυτό απαιτεί ειδική διάταξη κυκλώματος για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη κατανομή ρεύματος μεταξύ των συσκευών.

Κάθε φορά που ένα φορτίο με βάση τον επαγωγέα εμπλέκεται σε ένα κύκλωμα DC, η ενσωμάτωση μιας πίσω δίοδος προστασίας EMF ή μιας δίοδος ελεύθερης περιστροφής καθίσταται επιτακτική για την προστασία του BJT ή του mosfet που είναι υπεύθυνος για την οδήγησή του.

Πώς να υπολογίσετε την παράλληλη δίοδο

Ωστόσο, ο υπολογισμός και η σύνδεση των διόδων παράλληλα δεν είναι ποτέ εύκολο να εφαρμοστούν.

Όλοι γνωρίζουμε ότι ακριβώς όπως οι πυκνωτές οι επαγωγείς έχουν την ιδιότητα να αποθηκεύουν και να αναστρέφουν την ηλεκτρική ενέργεια.

Η αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας πραγματοποιείται όταν ο επαγωγέας υποβάλλεται σε πιθανή διαφορά μεταξύ των αγωγών του, ενώ η επαναφορά ή εκφόρτιση της αποθηκευμένης ηλεκτρικής ενέργειας συμβαίνει τη στιγμή που αυτή η διαφορά δυναμικού αφαιρείται.

Το παραπάνω εξηγημένο «λάκτισμα» της αποθηκευμένης ενέργειας σε έναν επαγωγέα ή ένα πηνίο ονομάζεται «πίσω EMF» και δεδομένου ότι η πολικότητα του «πίσω emfs» είναι πάντα αντίθετη από την εφαρμοζόμενη διαφορά δυναμικού γίνεται σοβαρή απειλή για τη χρησιμοποιούμενη συσκευή για έλεγχο ή οδήγηση του επαγωγέα.

Υψηλές τρέχουσες δίοδοι για προστασία EMF πλάτης

Η απειλή έγκειται στο γεγονός ότι η αντίστροφη τάση που προκαλείται από τον επαγωγέα προσπαθεί να περάσει μέσω της σχετικής συσκευής ισχύος όπως ένα BJT με αντίστροφη πολικότητα προκαλώντας άμεση ζημιά στη συσκευή.

Μια απλή ιδέα για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος είναι να προσθέσετε μια διόρθωση ανορθωτή απευθείας στο πηνίο ή στον επαγωγέα, όπου η κάθοδος συνδέεται με τη θετική πλευρά του πηνίου ενώ η άνοδος προς το αρνητικό.

Τέτοια διάταξη διόδων στα πηνία DC ονομάζεται επίσης ελεύθερη περιστροφή ή δίοδος flyback.

Τώρα όποτε αφαιρείται το δυναμικό στο πηνίο, το δημιουργημένο πίσω emfs βρίσκει γρήγορα τη διαδρομή του μέσω της διόδου και εξουδετερώνεται αντί να πιέζει μέσω της συσκευής οδήγησης.

Ένα κλασικό παράδειγμα αυτού του φαινομένου μπορεί να παρατηρηθεί σε ένα στάδιο οδήγησης ρελέ BJT, μπορεί να έχετε συναντήσει πολλά από αυτά σε πολλά διαφορετικά κυκλώματα. Μια δίοδος θα μπορούσε κανονικά να φαίνεται συνδεδεμένη σε τέτοια στάδια οδηγών ρελέ, η οποία γίνεται για την προστασία του BJT από τα θανατηφόρα πίσω emfs που κλωτσάται από το πηνίο ρελέ κάθε φορά που απενεργοποιείται από το BJT.

Σχηματικό Δίοδος Υψηλής Τρέχουσας Flyback

Ένα ρελέ που είναι ένα σχετικά μικρό φορτίο (πηνίο υψηλής αντίστασης), κανονικά μια δίοδος 1N4007 ονομαστικής ισχύος 1 amp γίνεται περισσότερο από επαρκές για τέτοιες εφαρμογές, ωστόσο σε περιπτώσεις όπου το φορτίο είναι σχετικά μεγάλο ή η αντίσταση του πηνίου είναι πολύ χαμηλή, τα παραγόμενα πίσω emfs θα μπορούσαν να είναι ισοδύναμο με τα ισχύοντα επίπεδα ρεύματος, που σημαίνει ότι εάν το εφαρμοζόμενο ρεύμα είναι στην περιοχή των 10 amp, το αντίστροφο emf θα είναι επίσης γύρω από αυτό το επίπεδο.

Για να απορροφήσει τόσο μεγάλα χτυπήματα το αντίστροφο πίσω emf, η δίοδος πρέπει επίσης να είναι στιβαρή με τις προδιαγραφές του ενισχυτή.

Κανονικά, σε τέτοιες περιπτώσεις όπου το πίσω emf μπορεί να είναι πάνω από 10 ή 20 αμπέρ, η εξεύρεση κατάλληλης μονής διόδου γίνεται δύσκολη ή πολύ ακριβή.

Ένας καλός τρόπος για να το αντιμετωπίσετε είναι να συνδέσετε πολλές μικρότερες ονομαστικές διόδους, ωστόσο, δεδομένου ότι οι δίοδοι όπως οι BJT είναι συσκευές ημιαγωγών, δεν πηγαίνουν καλά όταν συνδέονται παράλληλα.

Ο λόγος είναι ότι κάθε δίοδος που συνδέεται στην παράλληλη συμβολοσειρά θα μπορούσε να έχει ελαφρώς διαφορετικά επίπεδα διακόπτη ΟΝ κάνοντας τις συσκευές να λειτουργούν ξεχωριστά και αυτή που ενεργοποιεί πρώτα γίνεται υπεύθυνη να αναλάβει το μεγαλύτερο όγκο του επαγόμενου ρεύματος, το οποίο η ίδια κάνει τη συγκεκριμένη δίοδο ευάλωτα.

Επομένως, για να επιλυθεί το παραπάνω πρόβλημα, κάθε δίοδος πρέπει να προστεθεί με αντίσταση σειράς, κατάλληλα υπολογισμένη για την εφαρμογή ελεύθερης περιστροφής σύμφωνα με τις δεδομένες παραμέτρους.

Σύνδεση διόδων παράλληλα

Η διαδικασία σωστής σύνδεσης διόδων μπορεί να γίνει με τον ακόλουθο τρόπο:

Ας υποθέσουμε ότι το μέγιστο υποτιθέμενο ρεύμα emf στον επαγωγέα είναι 20 amp και προτιμούμε να χρησιμοποιούμε τέσσερις διόδους 6 amp ως διόδους ελεύθερης περιστροφής σε αυτό το πηνίο, υπονοεί ότι κάθε δίοδος πρέπει να μοιράζεται περίπου 5 amp ρεύμα, το ίδιο ισχύει και για τις αντιστάσεις, οι οποίες μπορεί να συνδεθεί σε σειρά μαζί τους.

Χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm μπορούμε να υπολογίσουμε τις αντιστάσεις έτσι ώστε να παράγουν ελάχιστη ασφαλή αντίσταση μαζί, αλλά μεμονωμένα προσφέρει μια βέλτιστη υψηλή αντίσταση αναγκάζοντας το ρεύμα να μοιράζεται τις διαδρομές εξίσου σε όλες τις διόδους.

Γενικά, η αντίσταση 0,5 ohm θα είναι αρκετά ασφαλής για την προστασία της συσκευής ισχύος, επομένως 0,5 x 4 γίνεται 2 ohms, οπότε κάθε δίοδος θα μπορούσε να έχει βαθμολογία 2 ohms.

Η ισχύς μαζί πρέπει να έχει βαθμολογία για το χειρισμό των 20 αμπέρ, οπότε η διαίρεση 20 με 4 δίνει 5, που σημαίνει ότι κάθε αντίσταση πρέπει να βαθμολογείται στα 5 watt το καθένα.

Χρήση αντιστάσεων σε σειρά με διόδους για την αποτροπή της θερμικής διαφυγής