直列接続されたダイオードは同じ逆電圧を共有しますか？

1つの高価なダイオードではなく、500 V電源に3つの安価な200 V定格ダイオードを配置した場合、システムは正常に動作することが保証されますか？

私の心配は、2つのダイオードが150 Vを共有し、残りの350 Vがもう1つのダイオードに現れ、ヒイラギの煙が出る状況です。そのようなことが起こりますか？

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

いいえ、電圧は均等に分配されません。

ダイオードの逆方向漏れ電流は慎重に制御されたパラメータではなく、同じ製造バッチであっても、ユニットごとに大幅に異なる場合があります。直列に配置すると、漏れ電流が最小のダイオードの両端の電圧が最も高くなり、ダイオードが故障し、残りのダイオードに過剰な電圧が印加されて、同様に故障します。

通常の解決策は、値の大きい抵抗を各ダイオードと並列に配置することです。抵抗器の値は、抵抗器を流れる電流（ダイオードに逆バイアスがかかっている場合）が、ダイオードの最悪の漏れ電流の約10倍になるように選択します。これは、ダイオードの両端に現れる逆電圧が約10％以上変化しないことを意味します。

これは、まだダイオードの定格にいくらかのマージンが必要であることを意味することに注意してください。たとえば、600 Vのピーク逆電圧の場合、3つではなく4つの200 Vダイオードを使用する必要があります。

同様に作用する別の現象があります。ダイオードは、順バイアスから逆バイアスに移行するときに、すべて同じ速度で「オフ」になるわけではありません。繰り返しますが、「最良」（最速）ダイオードが最初に故障します。これに対する解決策は、約10〜100 nFのコンデンサを各ダイオードと並列に配置することです。これにより、逆電圧の立ち上がり時間（dV / dt）が制限され、すべてのダイオードが高くなりすぎる前に切り替わることができます。

@DaveTweedが言及したソリューションに加えて、次のように各ダイオードと並列にツェナーダイオードを使用することを検討できます。

この回路図は次のように機能します：漏れ電流が少ないためにダイオードの1つが高くなると、ツェナーは破壊し始め、他のダイオードに電流を与えて、最も弱いダイオードからより多くの電圧を取得します（=最小漏れ電流）。あるいは、ツェナーダイオードがツェナーダイオードのブレークダウン電圧（ダイオードのブレークダウン電圧よりも低くなければなりません）よりも電圧が高くなることを許可しないと考えることができます。しかし、Zenersはスイッチとして機能していないため、最初の説明が好きです:)

私は実際にこれを試したことはありませんが、LTSpiceでうまく機能し、これが失敗する理由は見当たりません。

このソリューションは、ツェナーダイオードのリーク電流がはるかに少ないため、並列抵抗よりもわずかに優れています。しかし、それはより高価です。

このソリューションの1つの問題：おそらく200ボルトを超える電圧のツェナーダイオードを見つけることができません-おそらく各ダイオードに直列に複数のツェナーダイオードを使用する必要があり、かさばるソリューションになる可能性があります。