วิธีเชื่อมต่อไดโอดแบบขนาน

ในโพสต์นี้เราจะพูดถึงวิธีการเชื่อมต่อไดโอดแบบขนานอย่างเป็นระบบเพื่อรับการอัพเกรดข้อกำหนดปัจจุบันโดยรวมของชุดประกอบ สิ่งนี้จำเป็นต้องมีการจัดเรียงวงจรพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายกระแสอย่างสม่ำเสมอระหว่างอุปกรณ์

เมื่อใดก็ตามที่โหลดตามตัวเหนี่ยวนำมีส่วนเกี่ยวข้องในวงจร DC การรวมไดโอดป้องกัน EMF ด้านหลังหรือไดโอดอิสระจะกลายเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อปกป้อง BJT หรือมอสเฟ็ตที่รับผิดชอบในการขับเคลื่อน

วิธีคำนวณ Parallel Diode

อย่างไรก็ตามการคำนวณและเชื่อมต่อไดโอดแบบขนานไม่ใช่เรื่องง่ายในการนำไปใช้

เราทุกคนรู้ดีว่าเช่นเดียวกับตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุมีคุณสมบัติในการจัดเก็บและเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าในตัวมันเอง

การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเมื่อตัวเหนี่ยวนำอยู่ภายใต้ความต่างศักย์ระหว่างตัวนำของมันในขณะที่การโยนกลับหรือการปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้จะเกิดขึ้นในขณะที่ความต่างศักย์นี้ถูกลบออก

คำอธิบายข้างต้นว่า 'การเตะย้อนกลับ' ของพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำหรือขดลวดเรียกว่า 'back EMF' และเนื่องจากขั้วของ 'back emfs' จะตรงข้ามกับความต่างศักย์ที่ใช้เสมอจึงกลายเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่ออุปกรณ์ที่ใช้ สำหรับควบคุมหรือขับเคลื่อนตัวเหนี่ยวนำ

ไดโอดกระแสสูงสำหรับการป้องกัน EMF ด้านหลัง

ภัยคุกคามอยู่ที่ความจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับที่เกิดขึ้นโดยตัวเหนี่ยวนำพยายามที่จะหลีกเลี่ยงผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องเช่น BJT ที่มีขั้วย้อนกลับทำให้เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ทันที

แนวคิดง่ายๆในการตอบโต้ปัญหานี้คือการเพิ่มไดโอดเรียงกระแสตรงข้ามขดลวดหรือตัวเหนี่ยวนำโดยที่แคโทดเชื่อมต่อกับด้านบวกของขดลวดในขณะที่ขั้วบวกไปทางลบ

การจัดเรียงไดโอดดังกล่าวบนขดลวด DC เรียกอีกอย่างว่า freewheeling หรือ flyback diode

ตอนนี้เมื่อใดก็ตามที่ศักยภาพของขดลวดถูกลบออกไป emfs ด้านหลังที่สร้างขึ้นจะพบเส้นทางผ่านไดโอดอย่างรวดเร็วและถูกทำให้เป็นกลางแทนที่จะบังคับผ่านอุปกรณ์ไดรเวอร์

ตัวอย่างคลาสสิกของปรากฏการณ์นี้อาจพบเห็นได้ในขั้นตอนของไดรเวอร์รีเลย์ที่ขับเคลื่อนด้วย BJT คุณอาจเจอสิ่งเหล่านี้มากมายในวงจรต่างๆมากมาย โดยปกติสามารถมองเห็นไดโอดเชื่อมต่อระหว่างขั้นตอนไดรเวอร์รีเลย์ดังกล่าวซึ่งทำขึ้นเพื่อปกป้อง BJT จากแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังที่ร้ายแรงที่ถูกเตะจากขดลวดรีเลย์ทุกครั้งที่ปิดโดย BJT

แผนผังไดโอดกระแสสูง Flyback

รีเลย์ที่มีโหลดค่อนข้างน้อย (ขดลวดความต้านทานสูง) โดยปกติไดโอด 1 แอมป์ที่ได้รับการจัดอันดับ 1N4007 จะเพียงพอสำหรับการใช้งานดังกล่าวอย่างไรก็ตามในกรณีที่โหลดค่อนข้างมากหรือความต้านทานของขดลวดต่ำมากแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับที่สร้างขึ้นจะทำได้ เทียบเท่ากับระดับปัจจุบันที่ใช้ซึ่งหมายความว่าถ้ากระแสไฟฟ้าที่ใช้อยู่ในช่วง 10 แอมป์แรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับก็จะอยู่ในระดับนี้เช่นกัน

ในการดูดซับแรงกระแทกขนาดใหญ่เช่นนี้แรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ ไดโอดก็ต้องแข็งแกร่งด้วยคุณสมบัติของแอมป์

โดยปกติในกรณีเช่นนี้ที่แรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังอาจสูงกว่า 10 หรือ 20 แอมป์การหาไดโอดเดี่ยวที่เหมาะสมจะยากหรือแพงเกินไป

วิธีที่ดีในการตอบโต้สิ่งนี้คือการเชื่อมต่อไดโอดขนาดเล็กจำนวนมากแบบขนานอย่างไรก็ตามเนื่องจากไดโอดเช่นเดียวกับ BJT เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์จึงทำงานได้ไม่ดีเมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน

ด้วยเหตุนี้ไดโอดแต่ละตัวที่เชื่อมต่อในสายขนานอาจมีระดับสวิตช์เปิดที่แตกต่างกันเล็กน้อยทำให้อุปกรณ์ทำงานแยกจากกันและอันที่เปิดสวิตช์ก่อนจะรับผิดชอบในการรับกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจำนวนมากที่สุดซึ่งตัวเองทำให้ไดโอดเฉพาะ เสี่ยง

ดังนั้นเพื่อแก้ปัญหาข้างต้นแต่ละไดโอดจะต้องเพิ่มด้วยตัวต้านทานแบบอนุกรมซึ่งคำนวณอย่างเหมาะสมสำหรับการใช้งานอิสระตามพารามิเตอร์ที่กำหนด

การเชื่อมต่อไดโอดแบบขนาน

ขั้นตอนการเชื่อมต่อไดโอดแบบขนานอย่างถูกต้องอาจทำได้ในลักษณะต่อไปนี้:

สมมติว่ากระแสไฟฟ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงสุดที่สันนิษฐานในตัวเหนี่ยวนำคือ 20 แอมป์และเราต้องการใช้ไดโอด 6 แอมป์สี่ตัวเป็นไดโอดอิสระในขดลวดนี้ซึ่งหมายความว่าไดโอดแต่ละตัวควรแบ่งกระแสประมาณ 5 แอมป์เช่นเดียวกันกับตัวต้านทานด้วยซึ่ง อาจเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับพวกเขา

การใช้กฎของโอห์มเราสามารถคำนวณตัวต้านทานเพื่อสร้างความต้านทานขั้นต่ำที่ปลอดภัยด้วยกัน แต่เพียงอย่างเดียวให้ความต้านทานสูงที่เหมาะสมที่สุดบังคับให้กระแสแบ่งปันเส้นทางเท่า ๆ กันในไดโอดทั้งหมด

โดยทั่วไปความต้านทาน 0.5 โอห์มจะค่อนข้างปลอดภัยสำหรับการปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าดังนั้น 0.5 x 4 จึงกลายเป็น 2 โอห์มดังนั้นไดโอดแต่ละตัวจึงมีค่าเป็น 2 โอห์ม

ต้องจัดอันดับวัตต์ร่วมกันสำหรับการจัดการทั้ง 20 แอมป์ดังนั้นการหาร 20 ด้วย 4 จะให้ 5 หมายความว่าตัวต้านทานแต่ละตัวต้องได้รับการจัดอันดับที่ 5 วัตต์ต่อตัว

การใช้ตัวต้านทานในซีรีส์กับไดโอดเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความร้อน