Les diodes connectées en série partagent-elles la même tension inverse?

Si je place trois diodes bon marché de 200 V dans une alimentation de 500 V au lieu d'une diode coûteuse, le système est-il garanti pour fonctionner correctement?

Mon inquiétude est la situation dans laquelle deux des diodes partagent 150 V et les 350 V restants apparaissent sur l'autre diode, faisant ressortir la fumée de houx. Est-ce que quelque chose comme ça arriverait?

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Non, la tension ne se répartit pas également.

Le courant de fuite inverse pour les diodes n'est pas un paramètre soigneusement contrôlé et peut varier considérablement d'une unité à l'autre, même d'un même lot de fabrication. Lorsqu'elles sont placées en série, les diodes avec le courant de fuite le plus faible auront la tension la plus élevée aux bornes, ce qui entraînera leur défaillance, qui à son tour appliquera une tension excessive aux diodes restantes, ce qui entraînera également leur défaillance.

La solution habituelle consiste à mettre une résistance de valeur élevée en parallèle avec chaque diode. Sélectionnez la valeur de la résistance de sorte que le courant à travers la résistance (lorsque les diodes sont polarisées en inverse) soit environ 10 fois le courant de fuite le plus défavorable de n'importe quelle diode. Cela signifie que la tension inverse qui apparaît aux bornes des diodes ne variera pas de plus d'environ 10%.

Notez que cela signifie toujours que vous avez besoin d'une marge dans les classements des diodes. Par exemple, pour 600 V de tension inverse de crête, vous devez utiliser quatre diodes 200 V, pas trois.

Il y a aussi un autre phénomène qui entre en jeu. Les diodes ne "s'éteignent" pas toutes à la même vitesse lors du passage de la polarisation directe à la polarisation inverse. Encore une fois, les "meilleures" diodes (les plus rapides) échoueront en premier. La solution pour cela est de placer également un condensateur, d'environ 10 à 100 nF, en parallèle avec chaque diode. Cela limite le temps de montée (dV / dt) de la tension inverse, permettant à toutes les diodes de commuter avant qu'elle ne monte trop haut.

En plus de la solution mentionnée par @DaveTweed, vous pouvez envisager d'utiliser des diodes Zener en parallèle à chaque diode comme ceci:

Ce schéma fonctionne comme suit: si l'une des diodes devient élevée en raison de son courant de fuite plus faible - c'est Zener va commencer à se rompre et donnera plus de courant aux autres diodes, ce qui les fera prendre plus de tension à la diode la plus faible (= avec le courant de fuite le plus bas). Vous pouvez également considérer cela comme le fait que les diodes Zener ne permettront pas à la tension d'aller plus haut que la tension de claquage des diodes Zener (qui devrait être inférieure à la tension de claquage de vos diodes). Mais les Zeners ne fonctionnent pas comme un interrupteur donc j'aime la première explication :)

Je n'ai jamais essayé cela en réalité, mais cela fonctionne bien dans LTSpice et je ne vois aucune raison pour que cela échoue.

Cette solution sera légèrement meilleure que les résistances parallèles car les diodes Zeners donneront beaucoup moins de courant de fuite. Mais c'est plus cher.

Un seul problème avec cette solution: vous ne pourrez probablement pas trouver de diodes Zener pour des tensions supérieures à 200 Volts - vous devrez probablement utiliser plusieurs diodes Zener en série pour chaque diode, ce qui peut se retrouver dans une solution encombrante.