二極體高溫問題請益

fx600

各位前輩好，在下最近有一個電路，簡繪如下



這套電路因為馬達端有時會有其他設備電壓，會逆向燒壞供電源
因此必須在電源輸出端添加二極體，防止逆向

我添加了一個30A如圖二極體
還刻意買大一點，理論電流頂多25左右

但是這樣接，雖然確實保護了，供電不再燒壞了
卻發現這顆二極體非常高溫
最高有量到200度，二極體上的焊錫都冒煙了
就算可行，我看二極體壽命會非常短

我進一步實驗，並聯兩支二極體，溫度下降了30度之多
但疑似功耗變多，馬達工作時長變短許多

目前卡在這裡不知下一步該怎麼做


想請問：是否因為我買的二極體品質不好?
還是應該買更大電流的款式
或者要換形式例如：




另外在尋找材料過程，在其中一家二極體店家看到這建議


如果他的認知是正確的，那是否代表我其實應該購買50A以上
並且要想辦法添加散熱片之類
(哭啊，，產品空間有限，整個大工程)










非電機本科背景，若問題很愚蠢請見諒
也謝謝不吝指導


補充內容 (2023-12-25 09:53 AM):
(12/25更新說明)

補充內容 (2023-12-25 09:54 AM):
更新說明於25樓

SIMON1016

原來的二極體 可併接  也可以焊散熱銅片

fx600

SIMON1016 發表於 2023-12-21 04:04 PM
原來的二極體 可併接  也可以焊散熱銅片

S大感謝回覆

我有並聯X2測試過，溫度確實下降了30度，但還是非常高溫...遠超過多數二極體120~150的工作耐受溫度

而且每並聯一隻，功耗損失就明顯變差，真頭痛

另外這種圓柱式二極體要如何焊接散熱片呢?  謝謝指導

bangder

用高功率的二極體
再用水冷方式散熱
又可以順便燒熱水
一舉兩得  呵呵

康品穎

能用MOS嗎?我外行的提出參考。

s7c7y

二極體並聯並不會增加功耗喔，而是總電流1分為2分流給2顆二級體，2顆不够就3顆，3顆不够就再加，損耗為順向電壓×電流，除了串聯二極體外，您可以考慮馬達為電感性負載，並接二級體對電感突然的電流變化所產生突波電壓。

SIMON1016

康品穎 發表於 2023-12-21 05:45 PM
能用MOS嗎?我外行的提出參考。

我想過 PMOS Protection circuit  但擋不住 負載端出現比源頭更高的電壓  會打回去源頭

s7c7y

康品穎 發表於 2023-12-21 05:45 PM
能用MOS嗎?我外行的提出參考。

可以喔，但要外加些電路，比如比較器，當供電端電壓大於負載端導通，反之截止。但不想折騰的人還是選擇二級體。

SIMON1016

fx600 發表於 2023-12-21 04:23 PM
S大感謝回覆

我有並聯X2測試過，溫度確實下降了30度，但還是非常高溫...遠超過多數二極體120~150的工作 ...

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若是要另外買 可以用蕭特基二極体  導通電壓降了20~30%  相對發熱降低
建議買散熱端全塑料 鎖散熱片簡便些

蕭特基二極体(NIC FCHS30A12 ) TO-220F(1→2←3) 120V 30A VF<0.9V
https://www.ruten.com.tw/item/show?21446742224525

s7c7y

SIMON1016 發表於 2023-12-21 07:16 PM
我想過 PMOS Protection circuit  但擋不住 負載端出現比源頭更高的電壓  會打回去源頭
...

爬一下谷歌文，可用P+N MOSFET 背對背方式連接，並且有應用IC可驅動（TCK422G)
https://www.alldatasheet.com/dat ... l3NP_UaAuMREALw_wcB

SIMON1016

s7c7y 發表於 2023-12-21 09:36 PM
爬一下谷歌文，可用P+N MOSFET 背對背方式連接，並且有應用IC可驅動（TCK422G)
https://www.alldatasheet ...

跟我講這些... 沒用
因為不適合 這位發文者的程度  

t19910422

不知道蕭基特二極體能不能符合需求?
本身因為壓降比一般二極體還要低
正常二極體大概0.5~0.6
蕭特基二極體大概0.2上下
就會讓功率消耗得比較小
但不知道有沒有這麼大的電流就是了..
缺點就是好像逆向的漏電流會比一般二極體還多一點

wish

如果單純是二極體熱度的問題，找TO-247 或TO-220 封裝的，鎖在適常的散熱器就可以了。

https://www.ruten.com.tw/item/show?21211118526730&_gl=1

https://www.ruten.com.tw/item/show?21207264552826&_gl=1

這種二極體大多是共陰或共陽，並聯使用即可。

康品穎

我也覺得老大說得較實際，找回收故障大電流桌上型電腦電供800-1000W，就有了100V60A，散熱片也現成的，改一下比較快。

fx600

s7c7y 發表於 2023-12-21 06:57 PM
二極體並聯並不會增加功耗喔，而是總電流1分為2分流給2顆二級體，2顆不够就3顆，3顆不够就再加，損耗為順向 ...

感謝回覆，我原本也認為應該不會增加損耗
但是並聯之後實測，續航時間確實變短蠻多的....
不清楚為何會這樣，我自己外行推敲是否因為發熱變兩顆了，2顆總體熱量其實消耗更大
或者，因為二極體變兩顆，電流負載變小，通過變大些，所以自然放電放的更快

不過，二極體降溫些，理論上電流應該是變小，這部分真的要數學好才算得出結論我想

fx600

wish 發表於 2023-12-21 10:54 PM
如果單純是二極體熱度的問題，找TO-247 或TO-220 封裝的，鎖在適常的散熱器就可以了。

https://www.ruten. ...

感謝W大的建議，會好好參考
硝基特我原本也有考慮，但是誠如上面版友所說
逆向似乎會有一點電流存在?
有點擔心是否用一陣子或高溫，逆向防堵就破防?

Vin

感覺真正需要處理的是反電動勢，由於樓主對電路的說明過於簡單不好判斷。

s7c7y

fx600 發表於 2023-12-22 09:15 AM
感謝回覆，我原本也認為應該不會增加損耗
但是並聯之後實測，續航時間確實變短蠻多的....
不清楚為何會這 ...

關於續航問題，若有裝個功率表觀看會比較有個依據，還有您這裝置是電動工具嗎？馬達運轉是起停起停使用嗎？還是一路用到沒電？馬達起動電流是很大的，頻繁超作也是很快沒電的。

maxcar

你二極體裝錯
應該是跟馬達並聯

二極體的功用就是當反向電動勢產生時形成放電迴路，這樣就只有二極體的順向電壓而已。
一般二極體的順向電壓約0.7V，蕭特基二極體順向電壓為0.3V

沒裝有可能超過一百伏燒其他裝置

OW1TY2

因爲二極體正向壓降有0.7V，再過25安電流，P=IV一算，功率有17.5瓦，還是全部集中在這顆小小的元件上，飆200度非常正常。

這是我構想的電路，NMOS需要專門選能過大電流的，TI（德州儀器）那裏選就對了，隨隨便便一查就跳出一堆。懶得選的話就CSD18511KCS，視乎情況可能要加散熱片

tonysun

單純針對防逆向倒灌的問題，下面是大陸網友 刻BITTER 2022-06-03 編譯的文章，有相當詳細的討論分析，已轉碼，請諸位參閱。出處請參閱內文。

電源防反接和防倒灌- 使用MOSFET和運算放大器實現理想二極體
電源防反接和防倒灌- 使用MOS 管和運算實現理想二極體-CSDN博客.pdf (1.09 MB)

2023-12-24 04:01 PM 上傳

點擊文件名下載附件

此外，
使用比較器比較 D-S 電壓的極性，如果使用離散元件製作，電路比較複雜，且D-S導通電阻很低，
造成無論順逆向、逆向，壓降都很低，零件、電路與布局都要很小心。我搜索了一下，發現幾大
電源晶片廠商都有推出 ideal diode controller ，整合了這樣的電路，不妨在其中選用。


突波的源頭如果能找出，並加以抑制，應可釜底抽薪、事半功倍。(例如馬達的突波)

tarktung97

先說為何並聯溫度會較低, 因為二極體順向電壓正比於順向電流, 一顆走25A可能是1.2V的Vf, 分成2顆各12.5A(不會剛好一半一半)則可能是1.0V, 所以功耗降低(1.2*25 : 1.1*12.5*2).
其次馬達反向突波應該用突波吸收器或飛輪二極體
https://luyaku.pixnet.net/blog/p ... C%E6%A5%B5%E9%AB%94
也就如19樓說法

fx600

首先，感謝各位專家的建議
雖然有些建議真的看不懂，但努力查詢學習中
不過，我感覺似乎因為我的原文狀況不夠清楚，可能會誤導方針
決定再次清楚一點的說明我的線路
簡單說，我這組電路系統，是這樣的：

我有一個負載電器，是吃12V
這組電器，希望透過2種不同電池，分別是12V、20V供電工作

新線路我有做機構設計，透過一組微動開關
並找了一個20V降壓12V的20A變壓器
讓兩種電池安裝電器上時，會機械式切換線路
12V電池會直接供電到負載
20V電池會透過變壓器，降壓成12V，供電到負載

線路圖如下


但測試過後，發現降壓器會燒壞
一開始以為是功率太大超載(畢竟我負載是25a，但整流器是20a)
但後來燒壞第二顆，但發現負載根本還沒工作就燒壞?
所以代表12v電源，會因為共用正極輸出端，燒壞整流器的輸出端內元件
(整流器因為是封裝不好拆，有送交廠商維修，但廠商只粗略說是保險絲燒壞，我是懷疑不是)

所以基於以上，我就在12v正極輸出那條路上增加了30A的二極體
經過測試，果然就不燒了，但二極體工作溫度太高(近200度)，顯然不是長久方案

基於以上，再請各位先進不吝指導，謝謝

tonysun

1. 處於輸出接電但輸入卻不接電的非設計情況下，確實對某些電路會產生問題，這是一個存在很久與常見的情況，一個常用的簡單方式就是由輸出端接一二極體到輸入端。 這樣的接法在 7805, 17 等 datasheet 中的範例電路中都可以看到。

圖直接截現成的，就是下圖的 D1，矽的、蕭特基的應該都行。


現代這些情況可能越來越多，我看到有一些新的穩壓IC或電源IC可以允許輸出接電但輸入卻不接電，不會造成損壞的，會在 datasheet 中特別敘明，列入該IC的特色。

2. 負載 12V 24A，電源供應卻只能承受 20A，明顯不足。 更何況如果是馬達類負載，啟動時需要更大的扭矩，啟動電流會比工作電流大很多(數倍)，如果是電阻類負載，低溫時電阻小，啟動時電流也會很大。這些的大 負載的 24A 是工作電流還是最大電流? 通常標示的額定電流是工作電流，啟動電流可能沒有標示或另外標示，因此 20A 的電源供應器是否能夠承受啟動瞬間的衝擊電流，令人存疑。

元件或器件有時候是可以短暫承受大的衝擊電流，像整流二極體所能承受的衝擊電流與承受時間，在datasheet上都有。如果沒有記載，或是衝擊電流超過規格，有可能不一定會馬上損壞，而是可靠度會大幅下降，若干次之後才會損壞。

由於電流很大，如果要測量電流，一般三用電表電流檔還沒這麼大，比較方便的方式是使用勾表，勾表電流測量有交流與交直流兩種，要能測直流電流的才行。 另一種方式是串入 shunt (低溫度係數金屬片做的電阻，這種大電流 shunt 基本是毫歐等級的)，然後用電表或示波器測量 shunt 上的電壓。

jacson99

fx600 發表於 2023-12-25 09:48 AM
首先，感謝各位專家的建議
雖然有些建議真的看不懂，但努力查詢學習中
不過，我感覺似乎因為我的原文狀況不 ...

建議先弄清楚，馬達產生高壓的原因，
"感性元件如電感，馬達，風扇等，在斷電的瞬間會產生反向電動勢，"

請在電路加上"續流二極體"，
也就是本串回文#6、#19、#22樓是正解的，
(曾負責設計"直流無刷馬達驅動IC"的人，路過)

dcstudio

fx600 發表於 2023-12-25 09:48 AM
首先，感謝各位專家的建議
雖然有些建議真的看不懂，但努力查詢學習中
不過，我感覺似乎因為我的原文狀況不 ...

容牛笨笨的問一下...


用6P的開關, 是不是就好了??

SIMON1016

fx600 發表於 2023-12-25 09:48 AM
首先，感謝各位專家的建議
雖然有些建議真的看不懂，但努力查詢學習中
不過，我感覺似乎因為我的原文狀況不 ...

你畫的簡圖線路  太過黑科技  不符合電路原理
原本以為是 兩路電源 OR'ing
我估計 你有一些不自知的盲點 而未經說出 造成外人一連串誤解 一步錯步步錯

如果 不是什麼商業機密 個人私密   可以的話 就將 電源裝置(12V 和 20V) / 降壓器 馬達型號 接線 等等拍照上來吧

搞不好 就只是 直流馬達的逆電勢強制續流作怪   
但假如 這是馬達是具備驅動電路的模組 前述早已內建於逆電勢處理   眾人就被引到誤區捉瞎
所以要型號 照片  別人還能從網路資訊參考出 型號正確資訊

這些沒圖沒真相 雞同鴨講  最後會注定無用功

jojoling

google  RCD 吸收器

wbl

https://www.ruten.com.tw/item/show?22338717112209

sa2086

wbl 發表於 2023-12-28 09:34 PM
https://www.ruten.com.tw/item/show?22338717112209

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