Mengapa ada dioda yang terhubung secara paralel ke koil relay?

Pada sebagian besar rangkaian listrik dengan relai, dioda dihubungkan secara paralel dengan koil relai. Mengapa? Apakah selalu praktik yang baik?

Karena induktor (koil relay) tidak dapat mengubah arusnya secara instan, dioda flyback menyediakan jalur untuk arus saat koil dimatikan. Kalau tidak, akan terjadi lonjakan tegangan yang menyebabkan busur kontak kontak atau mungkin menghancurkan transistor switching.

Apakah selalu praktik yang baik?

Biasanya, tetapi tidak selalu. Jika koil relay digerakkan oleh AC, dioda TVS dua arah (atau penjepit tegangan lainnya) dan / atau snubber (seri RC) perlu digunakan. Dioda tidak akan berfungsi dalam kasus ini karena akan bertindak sebagai hubung singkat selama setengah siklus negatif AC. (Lihat juga Red Lion SNUB0000 untuk info aplikasi)

Untuk relay yang digerakkan oleh DC, biasanya digunakan dioda, tetapi tidak selalu. Seperti yang dikatakan Andy alias, kadang-kadang tegangan yang lebih tinggi daripada yang diizinkan oleh dioda saja diinginkan untuk mematikan relay secara lebih cepat (atau lainnya seperti solenoida, transformator flyback, dll.). Dalam hal ini, dioda TVS-uni-directional kadang-kadang ditambahkan secara seri dengan dioda flyback, anoda yang terhubung ke anoda (atau katoda ke katoda). Sebuah resistor seri dapat digunakan sebagai pengganti dioda TVS, tetapi tegangan penjepit lebih deterministik jika dioda TVS digunakan.

Jika MOSFET digunakan sebagai elemen switching, biasanya Anda masih memerlukan flyback diode karena body diode berada di arah yang berlawanan untuk melakukan kebaikan. Pengecualian untuk ini adalah MOSFET yang merupakan "Nilai Longsor Berulang" (seperti IRFD220 ). Ini biasanya digambar dengan simbol dioda zener untuk dioda tubuh. MOSFET ini dirancang untuk menjepit tegangan pada level yang dapat ditahan, memungkinkan tegangan yang lebih tinggi untuk mematikan koil lebih cepat. Kadang-kadang dioda TVS-dioda uni-directional eksternal (atau zener) ditempatkan secara paralel dengan MOSFET untuk tujuan yang sama, atau jika MOSFET tidak dapat menangani "Arus Buang Air Berulang" atau "Energi Bencana Berulang", atau jika tegangan longsor salju longsor lebih tinggi dari yang diinginkan.

Apakah selalu praktik yang baik?

Ini hampir selalu merupakan praktik yang baik dan sangat efektif TETAPI, jika Anda membutuhkan relay yang menonaktifkan secepat mungkin maka ada metode alternatif. Alasannya lambat adalah karena ketika sirkuit ke koil relay terbuka, semua energi yang tersimpan dalam koil relay memaksa arus melalui dioda roda gila sampai energi itu "dihabiskan".

Dioda bertindak seperti korsleting dengan volt-drop maju kecil dan dengan resistansi relai (mungkin 100 ohm), ia akan menunda relai yang menonaktifkan beberapa mili-detik tambahan. Ini biasanya bukan masalah tetapi, jika ya, maka meletakkan resistor secara seri dengan dioda berarti energi "dihabiskan" secara signifikan lebih cepat.

Sisi buruknya adalah bahwa transistor pengendali Anda harus "mengalami" pulsa tegangan yang secara signifikan lebih dari Vsupply + 0.7V - mungkin dua kali tegangan suplai ketika menggunakan resistor tetapi, di sebagian besar sirkuit, menemukan transistor yang dapat memadai nilai biasanya tidak menjadi masalah.

Ketika arus melalui koil dimatikan, koil (menjadi induktor) akan mencoba untuk mempertahankan arus. Ketika tidak ada jalur untuk arus ini, tegangan melintasi kumparan akan meningkat dengan cepat, dan arus akan menemukan jalur, menembus isolasi chip atau transistor, menghancurkan komponen itu. Dioda menyediakan jalur untuk arus ini, sehingga energi yang tersimpan dalam koil dapat dihamburkan dengan aman.

Jadi ya, itu ide yang bagus untuk menyediakan jalur pembuangan.

Dioda yang sejajar dengan koil mungkin merupakan cara yang paling sering digunakan, tetapi ada cara lain, seperti snubber (R + C) atau dioda zener ke ground. Sebuah resistor secara seri dengan dioda dapat membuat relai jatuh lebih cepat.

Ketika relai elektromekanis dihilangkan energi dengan cepat oleh sakelar mekanis atau semikonduktor, medan magnet yang runtuh menghasilkan transien tegangan substansial dalam upayanya untuk menyebarkan energi yang tersimpan dan menentang perubahan tiba-tiba dari aliran arus. Relay 12VDC, misalnya, dapat menghasilkan voltase 1.000 hingga 1.500 volt selama turn-off. Jadi itu adalah praktik umum untuk menekan koil relay dengan komponen yang membatasi tegangan puncak ke level yang jauh lebih kecil dengan menyediakan jalur pelepasan untuk energi magnetik yang tersimpan.

Hanya menggunakan dioda freewheeling tidak selalu merupakan praktik terbaik. Berikut adalah beberapa metode penindasan:

1. Dioda penekan transien bilateral
2. Sebuah dioda penyearah terbalik-balik secara seri dengan dioda zener C. Sebuah logam-oksida-varistor (MOV).
3. Dioda penyearah terbalik terbalik secara seri dengan resistor.
4. Sebuah resistor, ketika kondisi memungkinkan penggunaannya, seringkali merupakan penekan paling ekonomis.
5. Dioda penyearah terbalik-bias.
6. Sebuah resistor-kapasitor "snubber". Umumnya solusi paling ekonomis dan tidak lagi dianggap sebagai solusi praktis.
7. Lilitan luka bifilar dengan belitan kedua digunakan sebagai perangkat penekan. Ini tidak terlalu praktis karena menambah biaya dan ukuran yang signifikan pada relay.

Teknik yang disarankan untuk penindasan koil relay adalah menggunakan dioda penyearah bias terbalik dan dioda seri zener secara paralel dengan koil. Ini memungkinkan relai memiliki dinamika pelepasan yang optimal dan umur kontak yang baik.

Setiap kali arus mengalir melalui kumparan kawat berhenti, lonjakan tegangan dibuat. Lonjakan ini diakibatkan oleh runtuhnya medan magnet di sekitar koil. Pergerakan medan melintasi koil menghasilkan lonjakan voltase sangat tinggi yang dapat merusak komponen elektronik. Ini adalah saat clamping diode ikut bermain. Dengan memasang dioda C secara paralel dengan koil, bypass dibuat untuk elektron selama sirkuit waktu terbuka atau arus melalui koil berhenti.