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整流用ダイオードを並列接続することによる故障の問題
- スイッチング電源二次側に整流用ダイオードを並列接続した結果、片方のダイオードが損壊する故障が続いています。
- ネット上には整流用ダイオードを並列しないという記載もありますが、この電源メーカーにこの点を理解してもらうためのアドバイスが欲しいです。
- 整流用ダイオードを並列接続する場合、制限抵抗なしでは故障のリスクが高まる可能性があるため、適切な対策を講じる必要があります。
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電源回路技術者であれば、ダイオードの並列接続の課題は心得ている筈です。 それを承知で、電流分担を確保できるとして製品化したものと思います。 電源メーカーに伝えるべきことは、「壊れた・・・電源としての機能が失わ れた」こと「壊れた箇所が二次整流ダイオードの片側」だったという事実と 使用条件（周囲温度、通風状態、電源電圧、負荷電流、負荷の特徴など）で 十分でしょう。 故障についての報告書を要求すると同時に、改善計画を提示してもらいまし ょう。 内部回路についての責任は電源メーカー側にありますから、ダイオードの並 列使いがダメだというようなことは、公式には言わないことが賢明と思いま す。 メーカーの負担で改良設計品に交換してもらえるかどうかは、使用条件がメ ーカーの規定している範囲に収まっているか否かで判断することになります。 「突っ込み」の補足で恐縮ですが、 電源が標準品であるならば、設計者に知恵をつけるのではなく、メーカーを 替えてしまいましょう。 御社向けのカスタム仕様などであり、メーカー変更がしにくいのであれば、 ２次整流ダイオードの温度上昇データを要求してみては如何でしょうか？ 負荷電流を横軸に、温度上昇を縦軸にとって、各素子の温度上昇を比較する のです。負荷電流が増えるに従って、２素子の温度差が拡大するような傾向 があれば、アンバランスによる熱暴走の端緒を捉えたことになると思います。 データに基づいて会話することが望ましいと思います。 ＃１、＃３回答者さんともにVfの温度特性に基づいた電流バランス悪化の メカニズムを説明なさっていますが、 温度上昇が高くなるに従いスイチング特性が悪化（逆回復時間が延びる） することもアンバランスを増大する方向に作用します。 このような技術的な内容を、メーカーにぶつけることが、御社にとって 有利な方向に働くか否かは微妙なところです。 基本は、先に述べたとおり仕様書に基づく判断です。ユーザーは電源設計 に対して素人ではないので中途半端な説明では納得しないぞ！！といった 圧力としては効力があるはずですが、 使い方を誤ると、「では、御社で設計してください・・・・」 のようになる可能性があります。 素人ではないので中途半端な説明では納得しないぞ！！ このようなことを、「権威」といいます。 契約条件に基づき、有無をいわせずねじ伏せる力を「権力」といいます。 余分な情報で失礼しました。
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スイッチング電源二次側にデュアルタイプのダイオード用い、並列接続で使用するのは珍しくありません。発熱やディレーティングはどうだったのでしょうか？
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ご回答ありがとうございます。 使用されているのは、汎用品シングルタイプファーストリカバリーダイオードでした。 発熱とディレーティングはメーカーに確認します。
個人的には回答２に賛成です。 一応、「ダイオードを並列しない」理由ですが、 参考のダイオードのデータシートの3/6ページの左上 Figure 1. Typical Forward Voltageに答えがあると思います。 並列接続だと、それらのダイオードのVFは同じです。ほんの少しでも温度バランスが崩れると、 Figure 1より、より熱くなったほうのダイオードのほうが、より電流を流すことになります、 そうすると、そのダイオードはさらに熱くなります・・・。 熱くなったダイオードが何らかの最大定格を超えると壊れます。
お礼
ご回答ありがとうございました。 データシート参考にさせていただきます。
毎度ＪＯです。 整流用ダイオードを並列接続してはならない理由は、 ダイオードの順方向電流（ＶＦ）にバラつきが有り、ＶＦの低いダイオードに電流が集中して、破損に至る と言うのが通常の説明ですが、それだけでは不足でしょうか？ 確かにＶＦの低いダイオードに電流は集中しますが 参照ＵＲＬの順電流－順電圧のグラフより このグラフによれば、ＶＦに１０％のバラつきが有るとＩＦに±５０％もの差が有ります 元よりダイオードの選択に余裕があれば良いのですが 例えば回路電流１０Ａで、１０Ａのダイオードの並列接続であれば、セーフになります
お礼
ご回答ありがとうございました。 頂いたご回答中、ダイオードの順方向電流（ＶＦ）にバラつきが有り、という部分は順方向電圧(VF)とのことかと理解します。 参考例ありがとうございます。
お礼
ご回答ありがとうございました。 故障後一カ月して提出された報告書は外部要因を理由として挙げており、先方設計担当は、整流用ダイオードの課題を知らない・聞いたことがない、ということでしたので、この課題を客観的に説明できる資料を探しておりました。 数々の有益なアドバイスありがとうございます。 同電源を搭載した弊社機器が故障して、弊社機器納入先(大手電機関連)から故障解析報告書と改善報告書を提出することを再三求められているにもかかわらず、満足な報告書が提出できていません。 1か月経過後に電源メーカーから提出された故障解析報告書では、一次電源線からのサージを原因としており、この報告書骨子を聞いた弊社機器納入先のコメントはご想像いただけると思います。 現時点での弊社の目的は、弊社機器納入先へ満足のいく報告書を出すための原因追究に絞っております。使用条件は仕様書通りです。