¿Los diodos conectados en serie comparten el mismo voltaje inverso?

Si coloco tres diodos clasificados baratos de 200 V en un suministro de 500 V en lugar de un diodo caro, ¿se garantiza que el sistema funcione correctamente?

Mi preocupación es la situación en la que dos de los diodos comparten 150 V y los 350 V restantes aparecen en el otro diodo, sacando el humo del acebo. ¿Pasaría algo así?

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

No, el voltaje no se distribuye por igual.

La corriente de fuga inversa para diodos no es un parámetro cuidadosamente controlado y puede variar sustancialmente de una unidad a otra, incluso del mismo lote de fabricación. Cuando se colocan en serie, los diodos con la corriente de fuga más baja tendrán el voltaje más alto a través de ellos, lo que hará que fallen, lo que a su vez aplicará un voltaje excesivo a los diodos restantes, causando que también fallen.

La solución habitual es poner una resistencia de alto valor en paralelo con cada diodo. Seleccione el valor de la resistencia para que la corriente a través de la resistencia (cuando los diodos tengan polarización inversa) sea aproximadamente 10 veces la corriente de fuga en el peor de los casos de cualquier diodo. Esto significa que el voltaje inverso que aparece en los diodos no variará en más de aproximadamente un 10%.

Tenga en cuenta que esto todavía significa que necesita cierto margen en las clasificaciones de los diodos. Por ejemplo, para 600 V de voltaje inverso máximo, debe usar cuatro diodos de 200 V, no tres.

Hay otro fenómeno que también entra en juego. No todos los diodos se "apagarán" a la misma velocidad al pasar de polarización directa a polarización inversa. Nuevamente, los "mejores" diodos (más rápidos) fallarán primero. La solución para esto es también colocar un condensador, de aproximadamente 10 a 100 nF, en paralelo con cada diodo. Esto limita la duración (dV / dt) del voltaje inverso, permitiendo que todos los diodos se conmuten antes de que suba demasiado.

Además de la solución mencionada por @DaveTweed, podría considerar usar diodos Zener en paralelo a cada diodo de esta manera:

Este esquema funciona de la siguiente manera: si uno de los diodos aumenta debido a su menor corriente de fuga, es Zener comenzará a romperse y dará más corriente a los otros diodos, lo que hará que tomen más voltaje del diodo más débil (= con el corriente de fuga más baja). Alternativamente, puede considerar esto como que los diodos Zener no permitirán que el voltaje aumente más que el voltaje de ruptura del diodo Zener (que debería ser menor que el voltaje de ruptura de sus diodos). Pero Zeners no funciona como un interruptor, así que me gusta la primera explicación :)

Nunca intenté esto en realidad, pero está funcionando bien en LTSpice y no veo ninguna razón para que esto falle.

Esta solución será ligeramente mejor que las resistencias paralelas porque los diodos Zeners darán mucha menos corriente de fuga. Pero es más caro.

Solo un problema con esta solución: es probable que no pueda encontrar diodos Zener para voltajes superiores a 200 voltios; probablemente necesite usar varios diodos Zener en serie para cada diodo, lo que puede terminar en una solución voluminosa.