整流二極體爲什麼不能並聯使用?

整流二極管為什麼不能並聯使用?

幾年前,有一次一位師兄帶我到一家制造小衛星的公司去參觀。當時看到他們工程師在設計衛星上的一個電路。衛星上的東西嘛,為了高可靠性,都要設計冗餘,所以在電源部分一個需要二極管整流的地方設計了兩個二極管進行並聯以獲得更大的電流(或者是互為失效備份?)。當時直覺這個設計有點問題,但沒來得及仔細想原因,礙於面子也沒好跟人直接指出來。

回來之後做了一個試驗,兩個二極管並聯,分別測量通過兩個二極管的電流。結果發現,即使是同一種型號的二極管,在並聯的時候通過的電流也是不一樣的,而且差別很大,大部分電流會通過其中一個管,而另一個管幾乎沒有什麼電流通過。而且在電流稍大的情況下,隨著工作時間的增加,這種差異會越來越大,最後導致所有電流通過其中一個管,而另外一個幾乎沒有電流通過。

隨便找了幾個二極管的datasheet進行分析之後就明白原因了:二極管有一個導通電壓,當兩端正向電壓加到導通電壓的時候,通過二極管的電流會迅速增加,曲線非常陡峭。任何兩個二極管這條I-U曲線都不會完全重合,因此兩個二極管並聯的時候,只要有一個管的導通電壓稍稍低那麼一點點,哪怕是毫伏級別,那都會導致這個管先導通,因而大部分電流從這個管通過。

而二極管的導通電壓隨著PN結溫度升高而降低,先導通的二極管電流較大,溫升較快,導通電壓會變得更低,導致導通深度更高,更多電流從這隻管通過;而更多的電流進一步導致溫度更快地升高,這樣就形成了正反饋,最後結果是幾乎所有電流都通過先導通的這個二極管,而另外一個管則因為導通電壓未能達到,保持關閉狀態。

所以在兩個二極管並聯的情況下,實際上只有一隻管在工作,起不到作用。

在開頭提到的設計還有一種可能,就是兩隻二極管互相作為失效備份。這也是不可以的,二極管燒壞之後,大部分會變成失去整流作用的導體,而不是變成斷路體,這種情況下,整個電路就掛掉了。

不知道後來那顆衛星怎麼樣了,希望它在天上還好。


分享到:


相關文章: