Dlaczego stosujemy diody szeregowo?

Diody są używane szeregowo w obwodach elektronicznych z kilku powodów, przede wszystkim w celu zwiększenia napięcia znamionowego lub podziału napięcia na wiele diod. Kiedy diody są połączone szeregowo, ich indywidualne napięcia przebicia lub spadki napięcia przewodzenia sumują się, dzięki czemu obwód może wytrzymać wyższe napięcia, niż byłaby w stanie wytrzymać pojedyncza dioda. Konfiguracja ta jest szczególnie użyteczna w zastosowaniach, w których wymagana jest ochrona wyższego napięcia lub stabilizacja napięcia, np. w zasilaczach, zabezpieczeniach przeciwprzepięciowych i obwodach regulacji napięcia. Łącząc diody szeregowo, projektanci mogą osiągnąć określone wymagania dotyczące napięcia znamionowego, zachowując jednocześnie wydajną pracę i niezawodność systemów elektronicznych.

W obwodzie szeregowym każda dioda służy do obniżenia określonej ilości napięcia na swoim złączu, gdy jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, lub do blokowania prądu, gdy jest spolaryzowana zaporowo. Ta cecha ma kluczowe znaczenie dla kontrolowania przepływu prądu i zapewnienia odpowiedniego rozkładu poziomów napięcia w obwodzie. Na przykład w obwodach prostownika diody połączone szeregowo pomagają w osiągnięciu pożądanego napięcia wyjściowego prądu stałego poprzez prostowanie źródeł napięcia prądu przemiennego. Zapewniają przejście tylko dodatnich lub ujemnych półcykli sygnału prądu przemiennego, przyczyniając się do płynnej konwersji napięcia prądu przemiennego na napięcie stałe wymagane przez urządzenia i sprzęt elektroniczny.

Tak, diody można stosować w konfiguracjach równoległych w celu zwiększenia obciążalności prądowej lub zapewnienia redundancji w obwodach elektronicznych. Gdy diody są połączone równolegle, dzielą obciążenie prądowe proporcjonalnie w oparciu o charakterystykę napięcia przewodzenia i rezystancję wewnętrzną. Ten równoległy układ zwiększa ogólną obciążalność prądową obwodu, umożliwiając mu obsługę wyższych poziomów prądu bez przekraczania indywidualnego prądu znamionowego każdej diody. Konfiguracje diod równoległych są powszechnie stosowane w obwodach prostowników wysokoprądowych, zasilaczach i systemach ładowania akumulatorów, gdzie wytrzymałość i niezawodność są wymaganiami krytycznymi.

W energoelektronice stosuje się zarówno szeregowe, jak i równoległe konfiguracje diod, aby osiągnąć określone cele operacyjne. Szeregowe działanie diod mocy pozwala na obsługę wyższych napięć i precyzyjną regulację napięcia w obwodach prostownika i obwodach powielacza napięcia. Łącząc diody szeregowo, projektanci mogą dostosować napięcie znamionowe i charakterystykę działania, aby spełnić wymagania różnorodnych zastosowań, począwszy od zasilaczy przemysłowych po sprzęt telekomunikacyjny i oprzyrządowanie elektroniczne. Z drugiej strony równoległa praca diod mocy zwiększa obciążalność prądową i zapewnia redundancję, aby zapewnić nieprzerwaną pracę w zastosowaniach wymagających dużej mocy, gdzie najważniejsza jest niezawodność i wydajność.

Diody Zenera są często używane w konfiguracjach szeregowych do tworzenia precyzyjnych obwodów odniesienia napięcia lub obwodów regulacji napięcia. Umieszczając diody Zenera szeregowo z rezystorami lub innymi komponentami, projektanci mogą ustalić stabilne napięcia odniesienia lub precyzyjne poziomy napięcia napięcia w szerokim zakresie warunków pracy. Taki układ szeregowy pozwala diodom Zenera skutecznie regulować poziomy napięcia, chroniąc wrażliwe elementy elektroniczne przed skokami i wahaniami napięcia. W zastosowaniach związanych z regulacją napięcia diody Zenera połączone szeregowo zapewniają stałą wydajność i niezawodne działanie zasilaczy, regulatorów napięcia i systemów sterowania, gdzie dokładna kontrola napięcia jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania urządzeń i obwodów elektronicznych.