Kapan / mengapa Anda menggunakan dioda Zener sebagai dioda flywheel (pada koil relay)?

22

Saya baru saja memikirkan tutorial di http://www.electronics-tutorials.ws/io/io_5.html , dan dalam diskusi dioda roda gila itu termasuk kalimat ini tanpa penjabaran lebih lanjut:

Selain menggunakan flywheel Diodes untuk perlindungan komponen semikonduktor, perangkat lain yang digunakan untuk perlindungan termasuk RC Snubber Networks, Metal Oxide Varistors atau MOV dan Zener Diodes.

Saya bisa melihat bagaimana jaringan RC mungkin diperlukan jika itu adalah perangkat yang besar dan karena itu koil dapat menendang kembali lebih banyak arus daripada yang ingin Anda hilangkan melalui satu dioda. (Tolong koreksi saya kalau bukan itu alasannya.)

Saya tidak tahu apa itu MOV sehingga untuk saat ini saya akan mengabaikannya. :-)

Saya telah membaca sedikit tentang dioda Zener, tetapi saya tidak mengerti mengapa tegangan breakdown terbalik yang lebih rendah mungkin diinginkan di sini?

Sunting: Saya juga bingung dengan diagram berikut dari tutorial di atas:

masukkan deskripsi gambar di sini

Bukankah ini akan mengambil voltase flyback dan membuangnya ke Vcc net? Bukankah itu ide yang lebih baik untuk memiliki koil relay antara TR1 dan ground, dan dioda menghilangkan voltase flyback ke ground?

relay diodes zener

— Kaelin Colclasure
sumber

1

Berikut ini adalah artikel yang sangat bagus yang membantu pemahaman subjek.

— icarus74

24

Arus dari pembukaan relai sama sekali tidak masuk ke rel Vcc. Ini mengikuti jalur yang ditunjukkan di sini:

masukkan deskripsi gambar di sini

Energi yang tersimpan dihamburkan dalam drop dioda dan resistansi koil pada relai.

Dalam konfigurasi dioda Zener, energi yang tersimpan dihamburkan dalam tegangan Zener penuh dioda. V * I adalah kekuatan yang jauh lebih tinggi, sehingga arus akan turun lebih cepat dan relay mungkin terbuka sedikit lebih cepat:

masukkan deskripsi gambar di sini

MOVs berbeda dari Zeners, tetapi memenuhi fungsi sirkuit yang serupa: Mereka menyerap energi ketika tegangan melebihi level tertentu. Mereka digunakan untuk perlindungan tegangan lebih, bukan untuk hal-hal presisi seperti regulator tegangan.

— markrages
sumber

1

Penjelasan yang bagus tentang konfigurasi Zener ... Masuk akal saat dieja! Saya masih tidak mengerti mengapa (di sirkuit yang lebih besar dengan lebih banyak komponen) saat ini dari kumparan de-energizing tidak akan masuk ke papan di Vcc net sekalipun. Bukankah itu mencari jalan yang lebih baik ke tanah?

— Kaelin Colclasure

3

Tidak, ingat ground hanyalah nama yang tepat untuk "zero volts". Jika Anda ingin antropomorfisasi arus, pertimbangkan arus dalam induktor ketika transistor terbuka: ia ingin terus berjalan bahkan setelah saklar terbuka dan akan menghasilkan tegangan sebanyak yang diperlukan untuk mewujudkannya. Berbagai snubber hanya menyediakan jalur yang nyaman untuk arus itu.

— markrages

3

Cara yang baik untuk mempelajari sirkuit snubber adalah mempelajari switching circuit regulator.

— markrages

1

@zebonaut: Saat mempertimbangkan arus, sering membantu untuk berpikir dalam hal elektron. Jika sebuah switcher mode buck menurunkan tegangan 3: 1, mengabaikan ketidakefisienan, alasan ia dapat mengeluarkan arus tiga kali lebih banyak dari yang dibutuhkan adalah bahwa setiap elektron yang berasal dari pasokan akan, rata-rata, harus melalui beban tiga kali (melalui dioda resirkulasi dua kali untuk melewati perjalanan melalui suplai).

— supercat

1

Kuncinya adalah bahwa ketika menggunakan dioda, disipasi adalah peluruhan eksponensial RL (seperti RC). Sedang eksponensial yang membuatnya begitu lama (terutama karena arus rilis mungkin hanya 25%). Dengan zener, ini adalah daya konstan - pada nilai maksimal, dan bukan eksponensial.

— Henry Crun

15

Tingkat di mana medan magnet akan runtuh dalam solenoid, elektromagnet, atau perangkat serupa ketika daya dilepaskan akan sebanding dengan tegangan yang diizinkan muncul di seluruh perangkat. Jika seseorang mengoperasikan solenoid 12 volt atau relay dengan tombol tekan dan tanpa perlindungan flyback, melepaskan tombol dapat menyebabkan ratusan atau ribuan volt muncul di seluruh koil sampai bidang runtuh; karena tegangan besar pada koil, bagaimanapun, medan akan runtuh hampir seketika.

Menambahkan catch diode sederhana akan mencegah tegangan signifikan muncul pada solenoid atau relay ketika dilepaskan. Akan tetapi, hal ini juga akan menyebabkan koil tetap bermagnet lebih lama daripada yang seharusnya. Jika dibutuhkan 5ms untuk medan magnet dalam koil relay untuk mencapai kekuatan penuh pada 12 volt, itu akan memakan waktu sekitar 17 kali lebih lama, (yaitu 85 ms) untuk menghilang melalui dioda tangkap. Dalam beberapa situasi, itu bisa menjadi masalah. Menambahkan beberapa sirkuit lain ke tegangan jatuh dapat memungkinkan koil untuk de-energisasi jauh lebih cepat.

BTW, jika seseorang sering mengganti relay 12V, saya berharap orang dapat menghemat energi dengan meminta dioda klem mengisi penutup dan kemudian mengambil energi dari tutup itu untuk tujuan lain. Saya tidak yakin apakah atau di mana hal itu dilakukan, tetapi dalam sesuatu seperti mesin pinball sepertinya akan menjadi konsep yang berguna.

— supercat
sumber

Gagasan menyimpan energi melalui dioda penjepit sangat brilian.

— abdullah kahraman

Trik yang berguna adalah dengan menggunakan koil relay sebagai induktor dari konverter flyback. mis. gunakan relay 5V untuk membuat pasokan 12V. Trik lain adalah dengan menggunakan relai sinyal kecil yang terpasang pada pin mikroprosesor yang dioperasikan dengan baterai, untuk menarik prosesor VDD ke atas, sehingga ada cukup tegangan untuk secara andal mengganti relai itu sendiri.

— Henry Crun

Ini sebenarnya membutuhkan waktu yang sama, bukan 17x. Sebagian besar disipasi berada di koil R, bukan di dioda. lihat simulasi dalam jawaban saya. Masalah sebenarnya adalah bahwa itu adalah peluruhan eksponensial RL, dan relay mungkin tidak melepaskan sampai 20% saat ini tercapai

— Henry Crun

5

Dioda zener biasanya akan berjalan seri dengan dioda freewheel, katoda ke katoda (saling menunjuk). Hal ini menyebabkan tegangan runtuh lebih cepat dan karena itu medan kumparan akan runtuh lebih cepat dan karenanya relay / solenoid akan terbuka lebih cepat. Dalam catu daya mode sakelar (SMPS) ini juga dikenal sebagai zener snubber.

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Lihat juga pertanyaan / jawaban ini: pertanyaan dioda zener

— Harun
sumber

@ Henry Crun, Bagaimana Anda mengecilkan gambar?

— Aaron

2

Beberapa jawaban ini bingung tentang apa yang terjadi dengan dioda sederhana. Energi dihamburkan terutama di Rcoil, bukan di dioda.

Kuncinya adalah bahwa ketika menggunakan dioda, disipasi adalah peluruhan eksponensial RL (seperti RC). Sedang eksponensial yang membuatnya begitu lama (terutama karena arus rilis mungkin hanya 20%). Dengan zener itu adalah penurunan linier ke nol.

Ini mensimulasikan relai nyata dari nilai datasheet R dan L.

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakanCircuitLab}

Anda akan melihat bahwa waktu ON (kenaikan saat ini) lebih lama daripada waktu off menggunakan dioda (L1, D1).

Ini tidak benar karena induktansi lebih besar (0.74H) ketika jangkar relay ditutup (sirkuit magnetik yang lebih baik) bahwa ketika terbuka (0.49H). Waktu On real (dengan 0.49H) dan off-waktu dengan dioda hampir sama.

L2, arus L4 adalah sama, karena ada penurunan yang sama di kedua kasus (dan Vdrain yang sama pada janin.

abaikan ini

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini}

— Henry Crun
sumber

0

Berikut ini adalah catatan aplikasi tentang penggunaan dioda + Zener normal untuk melindungi komponen dan masih menghilangkan energi dengan cepat. Ini menunjukkan waktu peluruhan dan nilai tegangan untuk beberapa metode.

— John SS
sumber

3

Jawaban khusus tautan tidak bagus. Ini akan menjadi jawaban yang lebih baik jika Anda dapat menambahkan poin-poin kunci ke jawaban yang sebenarnya.

— pipa