Диодов включение последовательное: Зачем соединяют диоды последовательно

Последовательное включение полупроводниковых приборов

Как правило, диоды и тиристоры и прочие полупроводниковые элементы подбираются по номинальным напряжениям и токам. Но иногда возникают ситуации когда выбранных номиналов не достаточно для нормальной работы устройств. В таком случае иногда используют параллельное или последовательное соединение вентилей. Последовательное – для повышения напряжения, проводимого элементами, а параллельное для увеличения тока устройства. Мы рассмотрим такие включения на примере диодов и тиристоров.

Последовательное включение вентилей как правило применяют в высоковольтных установках. Такой способ включения позволяет сэкономить на согласующих трансформаторах (а они как правило дорогие), а также убрать из цепи еще одно звено преобразования энергии (понижающий и повышающий трансформаторы).

Но эта система не так проста как кажется на первый взгляд. Поскольку каждый из вентилей имеет свою вольт – амперную характеристику и не всегда они совпадают. Схема включения таких элементов показана ниже:

Поскольку вентили включены последовательно, то согласно закону Кирхгофа, обратное  напряжение, приложенное к тиристорам  поделится на количество тиристоров включенных в цепь. В нашем случае на два.

Но как упоминалось выше, каждый тиристор имеет свою вольт – амперную характеристику, она приведена ниже:

Как мы можем видеть из характеристики, при протекании одного и того же обратного тока через вентили, напряжения UR1 и  UR2  будут различны. В нашем случае UR1> UR2. Это нужно учитывать, так как UR1 может быть больше допустимого значения, что может привести к выходу из строя устройства.

В еще более тяжелом состоянии оказывается тиристор с меньшим временем восстановления запирающих свойств в динамических режимах. К нему будет прикладываться  суммарное напряжение всей системы UR , что может привести к самопроизвольному открытию тиристора или пробоя его структуры.

Поэтому перед включением тиристоров в последовательную цепь  проводят их подборку по свойствам восстановления их запирающих свойств с помощью специального устройства или проверка проводится заводом изготовителем по предварительному согласованию.

Так как идеально подобрать все вентили не удается,  то применяют различные схемы для защиты их от неравномерного распределения напряжения.

В целях выравнивания напряжения на отдельных приборах применяют шунтирующий резистор Rш, примерное сопротивление которого считается по формуле:

Где: n – число приборов, которые включены последовательно; U – максимально допустимое напряжение прибора, В; Um – максимальное напряжение ветви с устройствами, В; IRm – максимальный обратный ток  (в закрытом состоянии) в амплитудных значениях, А.

Мощность данного резистора мы можем рассчитать из известных каталожных данных URSM  и полученного сопротивления шунтирующего резистора:

Для выравнивания напряжения в переходных режимах параллельно к тиристору подключают конденсатор, где его емкость рассчитывается по формуле:

Где: n – число приборов, которые включены последовательно; ∆QRR – наибольшая разность зарядов восстановления устройств, Кл; максимально допустимое напряжение прибора, В; Ек – максимальное напряжение, приложенное к цепи с включенными приборами, В.

Параллельно включенный конденсатор эффективно выравнивает напряжение в переходных режимах, но при этом увеличивается ток на интервале отпирания. Чтоб ограничить этот ток применяют демпфирующий резистор RД. Методика расчета этого резистора не приводится в данной статье, но как правило сопротивление этого резистора не превышает несколько десятков Ом. Схема показана ниже:

Чтоб ограничить скорость нарастания потенциала в закрытом состоянии, которое может вызывать самопроизвольное включение тиристора, параллельно к демпфирующим резисторам RД подключают диоды ДД, они имеют возможно меньшее время восстановления:

Также выравнивание потенциалов могут осуществлять с помощью лавинных диодов или стабилитронов, которые подключают параллельно. Максимальное значения напряжения диодов или стабилитронов должно быть либо немного меньше или равно напряжению переключения тиристора. Также данные устройства должны иметь минимальный разброс по пробою:

Если выравниванию подлежит и прямое и обратное напряжение, то применяют такую схему:

Если не предъявляют жестких требований к разбросу, то может использоваться такой вариант:

Также данные схемы требуют постоянного контроля за работой каждого тиристора, так как при выходе из строя одного, возрастет потенциал на других элементах, что может привести к выходу из строя целого плеча элемента.

Идея включения последовательно не очень хороша и имеет свои изъяны. Поэтому следует при использовании приведенных выше схем оценить их экономическую и техническую целесообразность.

Включение диодов параллельно

Самое правильное подключение нескольких светодиодов — последовательное. Сейчас объясню почему. Дело в том, что определяющим параметром любого светодиода является его рабочий ток. Именно от тока через светодиод зависит то, какова будет мощность а значит и яркость светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя — быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению деградации. Ток — это главное.







Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.


По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • 2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

  • Последовательное соединение диодов

  • Как ограничить индуктивные выбросы или для чего параллельно реле подключается диод.

  • Параллельное включение тиристоров и диодов

  • Последовательное и параллельное подключение светодиодов

  • Последовательное и параллельное соединение выпрямительных диодов

  • Выпрямители. Часть 1. Силовые элементы.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ЧТО ТАКОЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ






Соединение светодиодов — несложная процедура даже для человека без профессиональных навыков. Соединение в LED цепочку компонентов может быть нескольких видов — последовательное и параллельное. Эти схемы могут выполняться в различных вариациях, каждая из которых имеет свои положительные и отрицательные стороны. Светоизлучающие диоды активно применяются в подсветке, индикации.

Своими руками можно создать устройства, поэтому важно знать, как производить соединение светодиодов. Конструкция излучающего диода подразумевает его подключение к источнику постоянного тока. При соединении важно соблюдать полярность компонента — если перепутать катод и анод, диод не будет излучать световой поток. Любой компонент имеет техдокументацию, в которой указывается полярность. Ее узнать можно по маркировке компонента или визуально.

Первый — конструктивно. Обычный LED компонент имеет две ножки, длинная является плюсом анодом , а короткая — катодом. При помощи тестера. Когда красный щуп коснется анода, а черный катода — светодиод загорится. Так что мультитестер используется и для проверки работоспособности излучающих приборов. Визуальный осмотр. Можно посмотреть внутрь колбы. Широкая часть — это катод, а узкая — анод.

Компоненты для поверхностного монтажа обычно имеют специальный скос, который указывает на катод. Включение в источник питания. Диод можно подключить к аккумулятору, батарее или другому блоку. Нужно постепенно повышать электропитание, которое вызовет свечение. Если компонент не горит, полярность следует поменять. Собирается такая схема проверки обязательно с использованием токоограничивающего резистора. Этапы соединения:. Можно выделить 2 метода соединения — к электросети Вольт и 12 Вольт.

Осуществить подключение можно последовательно или параллельно. Наилучшим способом считается последовательное соединение светодиодов. Чтобы светодиод загорелся, через него должен проходить ток в 20 мА и выше, а падение напряжения не должно превышать 2,2 — 3 В в зависимости от материалов кристалла. С учетом указанных параметров выбирается токоограничивающий резистор по закону Ома.

Его формула:. Падением напряжения называют уровень напряжения, которое светодиод преобразует в свечение. Таким образом, для тока в 20 мА, сети В и падения напряжения на диоде 2, В номинал сопротивления должен быть равен 30 кОм.

Мощность сопротивления равняется 2 Вт. Но такое соединение используется все реже. Чтобы подключить светодиоды к электросети, используются специальные устройства — драйверы.

Они преобразуют переменное напряжение В в постоянное, пригодное для работы элемента. В большинстве светодиодных лент драйверы уже имеются в конструкции. В основе драйвера находятся диодный мост, делитель напряжения и стабилизатор. Основное преимущество — простота исполнения и надежность эксплуатации. Рабочий ток является важнейшей характеристикой. Ток драйвера должен быть чуть меньше или равен току светодиода.

Напряжение 12 В является оптимальным для работы светоизлучающего диода. Оно безопасно, и используется для включения в особо опасных помещениях ванная, смотровые ямы гаража, бани. Важное преимущество 12 В — оно постоянное. Это позволяет упростить схему соединения. Чтобы подключить светодиоды последовательно, нужно к катоду одного устройства припаять анод другого, и так до нужной длины цепочки. Соединение производится через токоограничивающий резистор. По схеме будет протекать один и тот же ток через все элементы.

Уровень напряжения будет суммой падений на каждом участке. Для большего числа диодов нужен более мощный аккумулятор. При параллельном подключении уровень напряжения на каждом светодиоде одинаков. Сила тока наоборот состоит из суммы токов, проходящих через элементы.

Подключаются диоды так же через резисторы, но для каждого устройства он свой. Это связано с тем, что любой светоизлучающий диод имеет различные характеристики. Если поставить один резистор, через светодиоды будет пропускаться разный ток, и некоторые могут выйти из строя. Смешанный тип соединения является самим оптимальным. Он используется во всех LED лентах, гирляндах, светодиодных панелях и представляет собой смесь параллельного и последовательного включений.

Так, параллельно включаются не отдельные элементы, а группы светодиодов. В группах диоды подключаются последовательно через один резистор для каждой цепи. В этом способе учтены и исправлены все недостатки из параллельного и последовательного соединений. Для мощного светодиода потребуется источник питания с большим номиналом.

Так, диод 1 В будет загораться, если по нему будет протекать ток величиной не менее мА. Для 5 В элемента потребуется источник тока с нагрузкой не менее 1,4 А. Схема соединения также будет включать токоограничивающий резистор и интегральный стабилизатор напряжения. Он помогает обезопасить светодиод от скачков электричества. Чаще всего используется интегральная микросхема LM для стабилизации. Подключить мощный светодиод можно параллельно, последовательно и комбинированным способом.

Самые часто встречающиеся ошибки при соединении светодиодов:. Совершение описанных ошибок повлечет за собой негативные последствия в виде поломки диода или нанесения себе травм. Все светодиоды, в не зависимости от их рабочего напряжения или силы тока, подключаются последовательно или параллельно. Способ включения может быть и комбинированным — в таком случае устраняются недостатки последовательного и параллельного соединений.

Важно уметь правильно собирать цепь, подбирать источник питания, считать номиналы токоограничивающих резисторов и нужное количество светодиодов, чтобы схема функционировала. Соединение без токоограничивающего резистора и других защитных элементов приведет к поломке диода. Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев. Содержание 1 Принципы подключения 1. Лампы и светильники Какие лампочки лучше для дома: светодиодные или энергосберегающие.

Лампы и светильники Как сделать светильник из светодиодной ленты на 12 и Вольт своими руками. Что такое лампы ДНаТ, их особенности подключения и применения.

Что делать, если в квартире разбилась энергосберегающая лампочка. Как самому рассчитать мощность блока питания на 12 В для светодиодной ленты. Добавить комментарий. Нажмите, чтобы отменить ответ. Задать вопрос эксперту. В ближайшее время мы опубликуем информацию.

Последовательное соединение диодов

В некоторых устройствах потребляемый ток настолько велик, что номинальных параметров полупроводниковых приборов не хватает например, электродуговые печи, двигатели постоянного тока большой мощности. Для решения этой проблемы может существовать несколько решений:. В этой статье мы рассмотрим третий вариант на примере тиристоров и диодов. Итак, для того чтобы уменьшить ток, проходящий через один тиристор, к нему параллельно подключают еще один. Схема ниже:. Известно, что каждый тиристор имеет вольт — амперную характеристику и не всегда эти характеристики одинаковы.

происходить выравнивание токов в параллельно включенных диодах. Индуктивные последовательное включение нескольких диодов. Количество их.

Как ограничить индуктивные выбросы или для чего параллельно реле подключается диод.

Соединение светодиодов — несложная процедура даже для человека без профессиональных навыков. Соединение в LED цепочку компонентов может быть нескольких видов — последовательное и параллельное. Эти схемы могут выполняться в различных вариациях, каждая из которых имеет свои положительные и отрицательные стороны. Светоизлучающие диоды активно применяются в подсветке, индикации. Своими руками можно создать устройства, поэтому важно знать, как производить соединение светодиодов. Конструкция излучающего диода подразумевает его подключение к источнику постоянного тока. При соединении важно соблюдать полярность компонента — если перепутать катод и анод, диод не будет излучать световой поток. Любой компонент имеет техдокументацию, в которой указывается полярность. Ее узнать можно по маркировке компонента или визуально.

Параллельное включение тиристоров и диодов

Поясним это примером. Такой последовательный пробой диодов иногда происходит за доли секунды. Но вместе с тем R ш не должно быть слишком малым, чтобы чрезмерно не возрос ток при обратном напряжении, т. На каждом участке это напряжение окажется меньше В и диоды будут работать надежно.

При конструировании различных электронных устройств часто возникает необходимость в последовательном, параллельном или комбинированном включении элементов. Не стали исключением и светодиоды.

Последовательное и параллельное подключение светодиодов

На практике нередко возникают ситуации, когда допускаемое среднее значение прямого тока диода оказывается недостаточным для обеспечения больших токов нагрузки; в этих случаях приходится применять параллельное соединение диодов. Однако при параллельном включении диодов за несовпадения их ВАХ токи в диодах будут неодинаковыми рисунок 3. На этих дросселях рисунок 3. Диоды одного типа можно соединить последовательно для увеличения обратного допустимого напряжения. В выпрямителях большой мощности этот способ выравнивания непригоден из-за значительных потерь в шунтирующих резисторах. Поэтому в этих случаях применяются шунтирующие RС — цепочки рисунок 3.

Последовательное и параллельное соединение выпрямительных диодов

А вот в варианте когда они «отвернулись» друг от друга — при включении получается соревнование паразитных емкостей с обратным сопротивлением диодов, из-за чего включение непредсказуемо затянется. А при наличии резистора между G и S схема вовсе не включится. Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. И стало мне любопытно, нельзя ли применить подобный подход в другом случае, где тоже испокон века в качестве запорного элемента использовался диод. Эта статья является типичным гайдом по велосипедостроению, так как рассказывает о разработке схемы, функционал которой уже давно реализован в миллионах готовых устройств.

При последовательном включении диодов, сопротивление шунтирующих резисторов (включенных параллельно с диодами).

Выпрямители. Часть 1. Силовые элементы.

В данной статье рассматривается возможность использования нескольких интегральных схем ИС MAX производства Maxim Integrated в параллельном подключении , а также их комбинированные параметры. Совместное применение нескольких ИС MAX в роли идеального диода должно суммарно обеспечивать такие же характеристики, как и у одного более крупного устройства. MAX — это идеальный диодный токовый переключатель с настолько малым падением напряжения прямого смещения на полупроводниковом переходе, что оно почти на порядок меньше, чем у диодов Шоттки.

Зачем соединяют диоды параллельно? Затем,чтобы увеличить один из главных параметров — прямой ток диода. Существует множество диодов , которые рассчитаны на самые разные токи, от миллиампер до сотен и тысяч ампер. Поэтому соединять диоды параллельно для увеличения общего прямого тока не имеет большой актуальности. Диоды, включенные параллельно, можно видеть на рис. Если каждый из них имеет прямой ток 1 А и максимальное обратное напряжение В, то параметры всей цепочки будут соответственно 3 А и В.

Теория и практика.

Так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при включении в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод «минус» , а другой — анод «плюс». При обратном включении светодиод «гореть» не будет. Более того, возможен выход из строя светодиода при малых допустимых значениях обратного напряжения. Зависимости тока от напряжения при прямом синяя кривая и обратном красная кривая включениях показаны на следующем рисунке. Не трудно определить, что каждому значению напряжения соответствует своя величина тока, протекающего через диод.

Предложить термин Сообщить об ошибке Отправить страницу Добавить в избранное. Параллельное соединение диодов применяют в случае, когда нужно получить прямой ток, больший предельного тока одного диода. Но если диоды одного типа просто соединить параллельно, то вследствие неодинаковости их вольт-амперных характеристик они окажутся различно нагруженными и в некоторых диодах ток окажется больше предельного.






Анализ цепи с последовательно включенными диодами

спросил

Изменено
8 лет, 1 месяц назад

Просмотрено
1к раз

\$\начало группы\$

Это проблема с ее решением:

Чего я не понимаю, так это того, как он заменил три диода источниками напряжения в анализе постоянного тока или сопротивлениями в анализе переменного тока. Какие предположения он сделал для этого?

Для DC-анализа: если бы это был один диод, то для меня это нормально, но проблема с тремя последовательно соединенными.
Для анализа переменного тока у меня та же проблема, что и для постоянного тока, плюс два вопроса:

  1. Используя модель слабого сигнала, мы заменяем диод резистором rd, а затем решаем проблему, и если текущий id был отрицательным, то наше предположение, что диод горит неправильно и должен быть выключен. Это правильно?
  2. Если диод горит при анализе постоянного тока, значит ли это, что он должен гореть и при анализе переменного тока?
  • диоды
  • схема-анализ
  • серия

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Модель большого сигнала используется для определения точки смещения (8,95 мА). Предполагается, что анализ малых сигналов не приведет к большим изменениям по сравнению с этой точкой смещения.

Вы можете проверить это предположение на модели с большим сигналом — минимальный ток немного меньше 8 мА, а максимальный — 9,95 мА, так что это не так уж плохо. Диоды горят не только всегда, но и примерно 9 раз.мА +/- 10%.

Итак, учитывая это, теперь вы можете заменить диоды их малосигнальной моделью, которая представляет собой резисторы сопротивлением nVt/Id или около 2,8 Ом каждый, учитывая допущения в этой задаче. Источник 20 В заменяется на короткое замыкание, и остается только слабый сигнал переменного тока. Идея состоит в том, что мы смотрим на эффект «небольших» изменений с этой точки смещения.

Чтобы получить окончательное выходное напряжение, он добавляет точку смещения (2,1 В) вместе с изменениями из анализа слабого сигнала переменного тока, чтобы получить небольшой сигнал переменного тока с пиковым значением 8,35 мВ, добавленный к относительно большому напряжению постоянного тока (2,1 В). .

Если вы смоделируете это с помощью хорошего симулятора и точных моделей диодов, вы увидите, что предположение верно лишь приблизительно, а синусоидальная форма волны немного искажена, при этом более высокие напряжения сжимаются, динамическое сопротивление диода падает, а более низкие напряжения расширяются. немного. Это линейное приближение к поведению нелинейной системы.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

резисторов — Падение напряжения на каждом диоде — соединены последовательно

спросил

Изменено
4 года, 5 месяцев назад

Просмотрено
2к раз

\$\начало группы\$

У меня вопрос по падению напряжения на диоде при последовательном соединении с другими. Например, я буду использовать следующее упражнение:

Каждый диод имеет Vd = 0,7 В, id = 1 мА и n = 1. Мне нужно рассчитать значение R так, чтобы напряжение на узле V1 было равно 3. У меня есть ответ на этот вопрос, но я не понимаю, как рассчитывается падение напряжения на каждом диоде, чтобы найти ток через них. Любая помощь приветствуется. Большое спасибо.