Перейти к содержанию

Почему греется диодный мост?

Обновлено Редакция GAW

В мостовом выпрямителе ток нагрузки в каждом полупериоде проходит последовательно через два диода, а средний ток каждого из четырёх диодов — половина тока нагрузки. Поэтому мощность, которая уходит в тепло, оценивают так:

P≈2⋅VF⋅I,P \approx 2 \cdot V_F \cdot I,

где VF — прямое падение на одном диоде, I — средний ток нагрузки. Если взять VF из даташита при номинальном токе, получится оценка сверху. Пример TI: мост из диодов Шоттки с падением 0,5 В при токе 1,5 А рассеивает около 1,5 Вт.

Сколько выделяют обычные мосты

МостДопустимый токVF на диод, не большеОценка 2·VF·I
B40C1500G1,5 А с конденсатором, воздух 45 °C1,0 Вдо 3 Вт
GBU4 без радиатора3,0 А, воздух 40 °C1,0 Вдо 6 Вт
GBU4 на радиаторе4,0 А, корпус до 100 °C1,0 Вдо 8 Вт

Несколько ватт в небольшом корпусе — заметный нагрев. Пока ток и температура в пределах даташита, это нормальная работа: кристаллы B40C1500G допускают до 125 °C, GBU4 — до 150 °C.

Когда нагрев — признак ошибки

  • Ток больше предела для способа охлаждения. У GBU4 разница между работой в свободном воздухе и на радиаторе — 3 и 4 А. Тепловое сопротивление и площадь радиатора подберёт калькулятор радиатора.
  • Слишком большая ёмкость фильтра. Конденсатор заряжается импульсами тока, и при большой ёмкости и малом сопротивлении цепи они особенно велики. Vishay ограничивает для B40C1500G ёмкость 5000 мкФ и требует не меньше 1 Ом последовательно. Токи обмотки и выпрямителя с конденсатором считает калькулятор трансформатора.
  • Мост выбран по ударному, а не по среднему току. Ударный ток — 50 А у B40C1500G и 150 А у GBU4 — допустим только как одиночный импульс, а длительно мосты выдерживают средний ток 1,5 и 3–4 А.

Как устроены диоды и почему у кремниевых и диодов Шоттки разное падение напряжения — в статье «Диоды».

Похожие вопросы

Нужен ли радиатор диодному мосту?

Зависит от тока. Vishay указывает для моста GBU4 два предела: 4 А, если корпус прикручен к алюминиевой пластине и не нагревается выше 100 °C, и 3 А при работе на плате в свободном воздухе при 40 °C. Если ток ближе к первому значению, радиатор обязателен.

Почему мост с большим конденсатором греется сильнее?

Конденсатор фильтра заряжается короткими импульсами, ток в которых во много раз больше среднего, а потери на диоде растут вместе с током. Поэтому для ёмкостной нагрузки допустимый ток меньше: у B40C1500G — 1,5 А против 1,6 А, а в цепи нужно сопротивление не меньше 1 Ом и ёмкость не больше 5000 мкФ.

Будет ли меньше греться мост из диодов Шоттки?

Да, если хватает обратного напряжения. TI приводит пример: мост из диодов Шоттки с падением 0,5 В теряет около 1 В за полупериод и рассеивает около 1,5 Вт при токе 1,5 А. Кремниевый мост с падением до 1 В на диоде при том же токе выделит до 3 Вт.

Источники

  1. Texas Instruments. Achieve Low Loss Rectification Using TI's Diode Bridge Controllers (SLUAB04, April 2025) — в обычном мосте из диодов Шоттки с падением 0,5 В падение за полупериод около 1 В (0,5 В × 2), при токе нагрузки 1,5 А мост рассеивает около 1,5 Вт; контроллеры идеального моста LM74680/1 снижают потери
  2. Vishay. How to Calculate Power Losses in Gen 5 Diodes (Application Note, Document Number 98280) — в полном мостовом выпрямителе средний ток каждого диода равен половине выходного тока; потери проводимости считают по прямому напряжению и среднему и действующему току диода
  3. Vishay. B40C1500G … B380C1500G: Glass Passivated Single-Phase Bridge Rectifiers (Document Number 88501, revision 08-Jul-13) — средний выходной ток в свободном воздухе при 45 °C: 1,6 А на активную нагрузку, 1,5 А на ёмкостную; VF не больше 1,0 В на диод при 1,5 А; ударный ток 50 А; для ёмкостной нагрузки минимальное последовательное сопротивление 1,0 Ом у B40C1500G и ёмкость не больше 5000 мкФ; RthJA 36 °C/Вт на плате; TJ до 125 °C
  4. Vishay. GBU4A … GBU4M: Glass Passivated Single-Phase Bridge Rectifier (Document Number 88614, revision 13-Jul-2020) — средний выходной ток 4,0 А при температуре корпуса 100 °C на алюминиевой пластине 4 × 4 см и 3,0 А при 40 °C в свободном воздухе на плате; VF не больше 1,0 В на диод при 4 А; ударный ток 150 А; RthJA 22 °C/Вт, RthJC 4,2 °C/Вт; TJ до 150 °C

Нашли ошибку?

Смотрите также