Последовательное соединение диодов

Опубликовано 18.01.2011 Ведущий Филипп Болгов

Казалось бы, что сложного в последовательном соединении диодов? Чтобы подробнее разобраться в этом вопросе, давайте рассмотрим такую ситуацию: нужно выпрямить сетевое напряжение, а в наличии имеются только диоды на 50 вольт. Как, а главное, сколько их нужно соединить?
Ответ напрашивается сам собой – 5 штук последовательно и всё, и он в корне не верен… Учитывать необходимо не действующее значение 220-250V, а амплитудное, т.е. около 310 V. Таким образом, цепочка будет состоять из 7 диодов. К тому же нужны еще и шунтирующие элементы, для низких частот только выравнивающие резисторы, а для устранения ВЧ помех и защиты p-n перехода от ВЧ – ещё и конденсаторы. На вопросе подбора таких элементов хотелось бы остановиться поподробнее: Выравнивающие резисторы необходимы для того, чтобы на каждом диоде действовало одинаковое напряжение, иначе из-за разброса их обратного сопротивления – напряжение действующее на одном из диодов может превысить предельно допустимое и он будет пробит, после этого поднимется напряжение на оставшихся диодах и произойдет пробой следующего и так далее до полного выгорания всей цепочки (весь процесс займёт долю секунды). Резисторы, включенные параллельно каждому диоду, оказываются соединёнными последовательно и образуют делитель напряжения и даже в случае пробоя одного из диодов по причине производственных дефектов не позволяют вырасти напряжению на остальных элементах цепи.
Шунтирующие же конденсаторы необходимы, для предотвращения возникновения импульсных кратковременных перенапряжений, а также для устранения так называемого “белого” шума генерируемого диодами. В рассматриваемом нами случае, когда источником питания является сеть переменного тока на 50 Гц – такие конденсаторы можно не устанавливать. Но при работе в импульсных режимах, на высоких частотах и в схемах, где недопустимо появление шумов, установка таких конденсаторов становится необходимостью.
Простейшим способом подбора таких элементов является установка шунтирующего резистора такого номинала, при котором обратный ток диода будет равен току, протекающему через резистор, и конденсатора емкостью равной, ёмкости перехода. Также возможна установка резисторов из расчета 100Ком на каждые 100 V напряжения.