Правильне використання диода Flyback або Snubber через мотор чи транзистор?


22

Якщо я побачив декілька схем, де прохідний або гайморовий діод розміщений через термінали СЕ транзистора (правильна конфігурація), замість того, що я зазвичай сприймаю як проліт, розміщений через клеми котушки (ліва конфігурація).

Які з них "правильні"? Або кожен має окреме призначення?

Як зауваження, діоди зазвичай перераховані як зовнішні діоди типу 1N400x (для Дарпінгтонів TIP120), а не внутрішній діод BJT або Mosfet.

Підсумкове зауваження, я бачив кілька схем, які мають обидва діоди, один по всій котушці, а інший через клеми CE. Я припускаю, що один просто зайвий, не впливаючи на ланцюг у цьому випадку, це неправильне припущення?

схематичний

імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab

Відповідь на те, Коли / чому ви б використовували діод Зенера як диод маховика (на котушці реле)? трохи торкається цього, показуючи звичайний діод у верхній лівій конфігурації, показуючи при цьому діод Зенера в правій конфігурації. Це не говорить про те , що зворотне не вірно ( або чому ) Так як друга частина , може робота стабілітрон в лівій конфігурації, а також регулярний діод в правій конфігурації? Якщо так, то як це змінюється як він працює?


1
Золотий знак Woo 10k переглядів.
Перехожий

Відповіді:


23

Розглянемо роботу схеми.

Коли транзистор ввімкнений струм тече в котушці зверху вниз по мірі натягу ланцюга, ми тепер вимикаємо транзистор. Струм у котушці все ще хоче текти.

Для ланцюга зліва цей струм тепер може витікати назад до Vcc через діод, напруга на котушці змінило напрямок і обмежене діодом струм може спокійно спадати до нуля.

Для схеми праворуч діод не допомагає. Струм, що протікає в котушці, змусить напругу на колекторі піднятися до точки, коли транзистор (або, можливо, діод) руйнується і починає проводити. У цей момент струм може почати згасати в котушці, але енергія в транзисторі, що вийшов з ладу (або менш імовірний діод), буде надмірною і може призвести до загибелі транзисторів. Зверніть увагу, що діод ценера тут спрацює, оскільки ви дозволяєте напрузі на котушці повернути назад, щоб струм міг зменшитись до нуля, обмеживши напругу в транзисторі безпечним значенням.

Слід зазначити, що дозволяючи напрузі в котушці повернутись до більш високої напруги, це означає, що струм може спадати швидше, через що ви іноді бачите стабілітра в правій схемі або більше одного діода послідовно в лівій руці.


8

Ценер може працювати і в обох, але діод не може

Ценер.

Зліва він просто функціонує діод (з деяким затискачем живлення ..) Правий він швидко розряджає котушку (якщо правильно оцінювати - телевізор)

Діод

Зліва це буде звичайний чоппер із вільною колісною доріжкою. Праворуч у вас мертвий транзистор


7

Останнє, можливо, не може бути правильним. Індукований струм тече в тому ж напрямку, що і вихідний струм, а перехідний діод з зворотним зміщенням не допоможе. Напруга, яка накопичується від такого струму через майже нескінченний опір, - це в першу чергу пошкоджує транзистор (Зенер працює, дозволяючи струму текти повз, коли напруга досягне заданого максимуму). Те, що транзистор все ще працює після відключення в такій конфігурації, - німа удача.


4

Індуктор спричиняє високий пік напруги, оскільки в ньому переривається поточний шлях. Струм намагатиметься знайти новий шлях і, поки це не зробить, він збільшує свою напругу. Найкраща альтернатива

Лівий контур найкращий з двох, він пригнічує сплеск напруги у джерела. Якщо напруга на індукторі зростає, діод починає проводити, поки енергія не розсіюється в ланцюзі.

Права схема намагається зробити те ж саме, але покладається на джерело живлення, що мають низький опір. Це не завжди вірно, і деякі регулятори напруги не люблять зворотний струм, що подається на його вихід. Погана альтернатива.

Альтернатива zener або MOV страждає від тієї ж проблеми, що і правильна схема, вона покладається на шлях низького опору через джерело живлення. Погана альтернатива.

Мені особисто не подобається 1N400x для цього використання, оскільки це досить повільно. Для малих струмів (<100mA) я віддаю перевагу 1N4148, який набагато швидше. Для більших струмів я перевірив би один із різних посібників з вибору в Інтернеті.


1
Чи можете ви детальніше розібратися, чому ценерів, що оцінюються нижче розбиття Vce, розміщеного по всьому колектору та випромінювача, не є хорошим підходом? Коли реле вмикається, струм проходить через колектор, а коли реле вимикається, напруга в колекторі наростає, поки стабілітра не вийде з ладу і струм не перейде через стабілітра на землю. Проблема?
efox29

2
@ efox29: Використання діода по всій котушці призведе до повільного розсіювання енергії відльоту, значною мірою в опорі обмоток котушки. Використання стабілітра призведе до того, що швидкість розсіювання енергії буде швидше, але більша частина буде переходити в ценер. Це хороша чи погана річ, залежить від теплових характеристик котушки і стабілітра.
supercat

3

Ви хочете використовувати схему ліворуч (будь то стандартний діод або діод + комбінат Zener) з двох причин:

  1. Деякі джерела живлення (майже всі лінійні регульовані джерела, насправді) не можуть потопати струм, що просить їх зробити друге ланцюг. Якщо ви спробуєте попросити джерело живлення зануритися, коли він не зможе, вихідна напруга підніметься безконтрольно, потенційно пошкодивши джерело живлення та будь-що інше, пов’язане з ним.

  2. Навіть якщо джерело живлення може затонути струм, лівий контур все ще перевершує, оскільки ділянка петлі для перехідного перемикання dI / dt залишається набагато меншою, що не дозволяє випромінювати стільки EMI, як це було б, якби воно пройшло весь шлях до джерело живлення і назад. Це особливо важливо, якщо ви затискаєте назад-ЕРС на значну величину, оскільки отримана EMI в цьому випадку буде більше.


2
Я дійсно повинен взяти реле, діод і велику довжину кабелю і виміряти, скільки більше EMI ​​випромінюється, коли мережа снуд знаходиться на комутаторі замість навантаження.
ThreePhaseEel

1

Зворотний ЕРС, що виникає при швидкому відключенні струму, що напружує котушку, спричиняє швидке згортання магнітного поля котушки, тим самим викликаючи зворотний струм, рівний і протилежний струму, заряджений або насичений котушкою. Цей негативний струм буде приймати резистивні шляхи, через які вийде негативна напруга.

Таку небезпеку, яку представляє комутаційний елемент, найкраще вирішувати швидко та рішуче за допомогою протипаралельного, вільного діода по всій котушці.

Це зменшує довжину шляху випромінювання EMI і спрощує аналіз, зберігаючи проблему між котушкою та діодом. Це одне лише дозволяє уникнути непотрібного напруги розриву зворотного напруги на стику ведучого транзистора, а також уникнути необмеженого вибору стабілітра, щоб спробувати відповідати порогу пробою транзистора, або турбуватися про розповсюдження потужності, що виникає між котушкою та ценером, і все це залежно від характеристик комутації, робочого циклу, струму насичення тощо, тощо.

З діодом, що вільно дивиться, єдиною силою, про яку потрібно турбуватися, є розсіюється потужність, враховуючи максимальну насиченість котушки / сердечника в поточний раз, ніж падіння діода вперед. По-друге, якщо котушка буде розігріватися, коли вона буде нагріта, вона буде нагріватися щонайменше стільки, як правило, більше за рахунок енергії; снубінг не може розсіяти більше енергії, ніж потужність, яку вона розсіювала протягом часу, коли вона була під напругою.

Діод PIV може мати значення лише у збоченому випадку дуже високої напруги живлення та дуже довгої, високоопірної котушки.

Якщо розсіювання потужності в діоді взагалі викликає занепокоєння, також можна врахувати робочий цикл, оскільки це може уникнути прогрівання або постійного показника Pd принаймні настільки високого, як розрахований максимальний Pd.

Взагалі, просто - красиво; додаткові складності сноубордів виникають, як правило, намагаючись мінімізувати втрати комутації та узгодження компонентів якомога ближче, щоб отримати максимальну користь від найдорожчого компонента в комутованому циклі - як правило, сам комутатор - при цьому мінімізуючи витрати на всі інші, менші дорогі компоненти в комутованому циклі та підтримка ЕМС.

Більш детальний аналіз сноубордів - це, як правило, доопрацювання DFM (конструкція для виготовлення) для досягнення максимально економічного продукту масового виробництва, що незмінно ставить надійність у баланс, оскільки термічне управління визначає швидкість тривалого збою в напівпровідникових пристроях.

Для складання прототипів вільнодіючий діод передбачає найменшу кількість термінів у своєму виборі і є найбільш прямим підходом.


-2

Ємність, представлена ​​через VCC, означає, що з точки зору змінного струму катод діода на лівій діаграмі ефективно підключений до випромінювача транзистора. Тому може виявитися, що захист, передбачений як на лівій, так і на правій діаграмах, є незначною. Містер Доріан Стоунхаус.


1
За винятком випадків, коли котушка генерує 10 вольт при відключенні індуктора. В одному струм перенапруги йде тільки через діод, в іншому через VCC, а потім на землю і назад.
Спайк напруги
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.