Si coloco tres diodos de 200 V económicos en un suministro de 500 V en lugar de un diodo costoso, ¿se garantiza que el sistema funcione correctamente?
Mi preocupación es la situación en la que dos de los diodos comparten 150 V y los 350 V restantes aparecen en el otro diodo, sacando el humo del acebo. ¿Pasaría algo así?
No, el voltaje no se distribuye por igual.
La corriente de fuga inversa para diodos no es un parámetro cuidadosamente controlado, y puede variar sustancialmente de una unidad a otra, incluso del mismo lote de fabricación. Cuando se colocan en serie, los diodos con la corriente de fuga más baja tendrán el voltaje más alto a través de ellos, lo que causará que fallen, lo que a su vez aplicará un voltaje excesivo a los diodos restantes, lo que provocará que estos también fallen.
La solución habitual es colocar una resistencia de alto valor en paralelo con cada diodo. Seleccione el valor de la resistencia de modo que la corriente a través de la resistencia (cuando los diodos tengan polarización inversa) sea aproximadamente 10 veces la corriente de fuga del caso más desfavorable de cualquier diodo. Esto significa que la tensión inversa que aparece en los diodos no variará en más de un 10% aproximadamente.
Tenga en cuenta que esto todavía significa que necesita cierto margen en las clasificaciones de los diodos. Por ejemplo, para 600 V de voltaje inverso máximo, debe usar cuatro diodos de 200 V, no tres.
También hay otro fenómeno que entra en juego. Los diodos no se "apagarán" todos a la misma velocidad cuando se pasa de un sesgo directo a un sesgo inverso. Nuevamente, los "mejores" (más rápidos) diodos fallarán primero. La solución para esto es colocar también un capacitor, de aproximadamente 10 a 100 nF, en paralelo con cada diodo. Esto limita el tiempo de subida (dV / dt) del voltaje inverso, permitiendo que todos los diodos se enciendan antes de que se eleve demasiado alto.
Además de la solución mencionada por @DaveTweed, podría considerar usar diodos Zener en paralelo a cada diodo de esta manera:
Este esquema funciona de la siguiente manera: si uno de los diodos se eleva debido a que tiene una corriente de fuga más baja, Zener comenzará a separarse y dará más corriente a los otros diodos, lo que hará que tomen más voltaje del diodo más débil ( = con la corriente de fuga más baja). Alternativamente, puede considerar esto como que los diodos Zener no permitirán que el voltaje suba más que el voltaje de ruptura del diodo Zener (que debería ser más bajo que el voltaje de ruptura de sus diodos). Pero los zeners no funcionan como un interruptor, así que me gusta la primera explicación :)
Nunca probé esto en realidad, pero está funcionando bien en LTSpice y no veo ninguna razón para que esto falle.
Esta solución será ligeramente mejor que las resistencias paralelas porque los diodos Zeners darán una corriente de fuga mucho menor. Pero es más caro.
Solo un problema con esta solución: es probable que no pueda encontrar diodos Zener para voltajes superiores a 200 voltios; probablemente deba usar varios diodos Zener en serie para cada diodo, que pueden terminar en una solución voluminosa.
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