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2021年3月29日 (月)

電源の逆流防止に使ったダイオードの発熱

電源回路の逆流防止用に使ったダイオードの発熱について調べてみました。

使用場所は「供給電圧DC24V」で「常時2A」の電流が流れる回路の逆流防止です。
たまに「4A」流れます。

単純に考えてダイオードの順方向電圧を0.7Vとすると、2Aだと1.4Wの損失。
4Aだと2.8W。
これが熱になります。
電流が増えると順方向電圧も上昇しますんで、ダイオードの特性とともに発熱の増加が気になります。

放熱しないと・・・ちょいとどころかだいぶ熱くなります。

試したのが、秋月で入手したサンケンの「FMX-32S」と日本インター(京セラ)の「KCF-16A60」。
パッケージが「TO-3P」とちょっと大きな図体。
これにアルミ製のヒートシンクを付けます。
  大きさ:25.4x30mm H12.7mm 熱抵抗22℃/W

https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09925/
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09927/

D10_20210329174901

ダイオードの表面にサーミスタ(103JT=応答が早い)を貼り付けて温度変化を測定します。
   ※サーミスタを瞬間接着剤でくっつけてから
    スポンジで押さえ込み。
D11_20210329174901
  ※過去、あれこれ試してるもんで、サーミスがぼろぼろ。
   そろそろ新品に交換か。

その結果がこのグラフ。
Cap001_20210329175101
順方向電圧の大きな「KCF-16A60」が熱くなりました。
4A流し出すとと90℃を越えたんで、ちょいと中止。
  ※常時流れるという使い方じゃないんですが・・・
「FMX-32S」だと4Aでも熱の面では安心。

電流と順方向電圧の関係を示したカタログデータ。
Kcf
Fmx

逆耐圧が600V(KCF-16A60)と200V(FMX-32S)。
このあたりの差なんでしょうかなぁ。

順方向電圧の実測値
・KCF-16A60  2Aで1.05V 4Aで1.17V
・FMX-32S   2Aで0.73V 4Aで0.77V


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コメント

ダイオードの位置は出力でしょうか?
入力側なら・・・
大昔に、大電流流す電源入力の逆接防止に使っていたのはヒューズと逆接ダイオードですね。
正常に接続されていればヒューズの電圧降下だけで済みます。
逆接するとダイオード経由でヒューズが溶断します。
設置時の事故防止なので、日常的にヒューズが切れることは有りません。

投稿: kazz | 2021年3月30日 (火) 10時04分

電源→装置→負荷となっていて、装置の出口、つまり出力側に入れるダイオードです。
負荷の挙動、ふだんは電気を食っているのですが、何かの拍子に「発電」することがあるんで、その防護です。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2021年3月30日 (火) 12時09分

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