Che cosa è un diodo Flyback?

Un diodo flyback non è un diodo appositamente realizzato, è un diodo normale posizionato accanto a un dispositivo induttivo come un relè o un supporto porta in modo che il diodo protegga il resto del circuito elettrico dal dispositivo induttivo.

Come una valvola di ritegno con acqua, un diodo conduce liberamente la corrente elettrica in una direzione e impedisce alla corrente elettrica di fluire nell’altra direzione.

È accanto a un relè DC. Che cos’è, e perché è lì?

Di Douglas Krantz

Qualcuno pensa che il diodo Flyback sia importante

Un relè è costituito da un elettromagnete e un’armatura mobile. Mentre si muove, l’armatura apre o chiude i contatti elettrici (crea o interrompi il contatto).

I produttori di tutto il mondo spendono soldi per installare questi diodi, devono pensare che siano importanti.

Snubber-Protegge i componenti del circuito e riduce le interferenze RF ad altri circuiti

Gli elettroni in movimento in una bobina di filo producono magnetismo ed è il magnetismo che tira l’armatura.

Un diodo flyback è in realtà un tipo di circuito di snubber. Un circuito di snubber protegge il resto del circuito da una bobina magnetica. Un circuito di snubber riduce anche l’interferenza RF trasmessa dal circuito.

Magnetismo

Per capire perché il diodo protegge, diamo un’occhiata al funzionamento interno del relè, che possiamo pensare come elettromagnete.

Relè di accensione

Tensione, una forza elettrica, spinge e tira su gli elettroni

Quando il relè è acceso per la prima volta, la tensione (forza elettromotrice o EMF) è applicata all’estremità della bobina.

EMF spinge e tira elettroni

Pensate a un treno composto da boxcars (elettroni), e piccoli motori locomotive (forza elettromotrice) tra ciascuna delle vetture. Gli atomi che compongono il filo possono essere considerati come le tracce che guidano il treno.

Come un treno spinto e tirato dalle locomotive, gli elettroni vengono spinti e tirati dalla forza elettromotrice e si muovono lungo il filo.

Costruzione del campo magnetico

Iniziare il movimento degli elettroni non è istantaneo, anche se tutto accade così velocemente che è difficile persino misurare. Come un treno che parte, la forza elettromotrice (locomotiva) inizia a muovere gli elettroni (boxcars), ed è il movimento degli elettroni mentre accelerano che costruisce il campo magnetico.

Mentre gli elettroni viaggiano, mettono energia nella creazione di un campo magnetico, tirando l’armatura del relè.

Relè di spegnimento

Il relè è stato acceso, il campo magnetico è stato stabile e ora la forza elettromotrice che aveva mantenuto gli elettroni in movimento viene rimossa. Aspettarsi che la corrente si fermi immediatamente è come spegnere le locomotive del treno e aspettarsi che il treno si fermi immediatamente.

Intuitivamente si potrebbe pensare che terminando la tensione applicata si arresta la corrente come un rubinetto dell’acqua, rilasciando l’armatura.

Non è così semplice

E ‘ una strada a doppio senso. Gli elettroni in movimento creano un campo magnetico; un campo magnetico che cambia o collassa muove gli elettroni. In altre parole, gli elettroni, come la quantità di moto accumulata in un treno in movimento, non possono essere fermati.

Secondo la Prima Legge della Termodinamica, l’energia non può essere creata o distrutta, può solo essere convertita.

Il Campo Magnetico è Ancora Lì

Il campo magnetico è stato costruito con forza elettromotrice, spingendo e tirando elettroni; il campo magnetico restituisce l’energia per il treno di elettroni da produzione propria forza elettromotrice.

Abbiamo convertito l’energia elettrica nella costruzione del campo magnetico; l’energia è ancora lì, anche dopo che la forza elettromotrice (tensione) è stata rimossa.

Il campo magnetico collassante è un generatore

Un generatore in una centrale elettrica produce forza elettromotrice spostando magneti passato bobine di filo; la bobina relè produce forza elettromotrice come il campo magnetico collasso si muove oltre i fili nella bobina.

Quando la tensione è spenta, perché gli elettroni stanno iniziando a rallentare come i vagoni ferroviari che costeggiano fino a fermarsi, il campo magnetico inizia a collassare.

Il magnetismo crea il proprio EMF

L’energia viene alimentata di nuovo nel treno. La forza elettromotrice generata prodotta dal campo magnetico collassante è come accendere nuovamente le locomotive del treno. Abbastanza energia viene restituita agli elettroni che il loro movimento manterrà il campo magnetico.

Gli elettroni non si fermano: il campo magnetico collassante rimette la sua energia in uno sforzo per mantenere gli elettroni in movimento. Genera forza elettromotrice nella bobina, dando agli elettroni qualche spinta in più.

Pericolo – Alta tensione

La tensione prodotta da questo generatore può essere di centinaia di volt; sarà tutto ciò che serve per mantenere gli elettroni in movimento. Questo può essere piuttosto una scossa elettrica, anche quando la tensione originale era di soli 12 volt.

Questa tensione può essere vista sui terminali della bobina del relè come un picco di tensione inversa a breve termine.
Anche quando la tensione di accensione era di soli 12 volt, il picco generato può essere di centinaia di volt.

Più veloce è lo spegnimento, maggiore è la tensione

Ecco come funziona la bobina in un’auto. All’interno della bobina, il campo magnetico collassa velocemente, generando i 50.000 volt necessari per saltare il divario nelle candele.

Più velocemente gli elettroni vengono fermati, più velocemente il campo magnetico collassa; e maggiore è il picco di tensione generato mantenendo gli elettroni in movimento.

Qualcosa deve Dare

all’Interno di un circuito elettronico, questa tensione apparirà sui terminali del relè, e da lì essere applicato al resto del circuito.

Questa tensione sta per essere passato attraverso il circuito a tutto ciò che è fermare la corrente.

Scintille

La tensione nella forza elettromotrice fa sì che la corrente elettrica salti gap nei contatti dell’interruttore che originariamente disattivava la corrente. Questa improvvisa ondata di corrente a breve termine produrrà anche interferenze elettromagnetiche (EMI), interferendo con altre parti del circuito e possibilmente questa EMI verrà trasmessa all’elettronica vicina.

Gli interruttori meccanici ottengono piccole scintille saltando i contatti.

Fori

Questo jumping-the-gap è difficile per i semiconduttori; le loro giunzioni fragili non corrispondono all’alta tensione della forza elettromotrice del relè.

Anche i semiconduttori ottengono piccole scintille, che perforano i fori attraverso le giunzioni.

Cosa si può fare per questo picco di tensione?

Il diodo flyback mantiene gli elettroni in movimento smistandoli nella bobina del relè. Poiché gli elettroni continuano a muoversi, il collasso del campo magnetico viene rallentato e la tensione generata sarà molto più bassa. I contatti degli interruttori e le giunzioni dei semiconduttori possono facilmente gestire queste tensioni inferiori.

Il diodo flyback, come snubber, mantiene la corrente che scorre attraverso la bobina…
Spostando la corrente nella bobina, il diodo riduce il picco di tensione.

Il diodo normalmente non cortocircuita l’intero circuito?

Il diodo, come installato, è polarizzato al contrario. Non condurrà quando il relè è acceso. Non c’è cortocircuito e nessuna energia viene sprecata.

Normalmente, quando la tensione esterna viene applicata alla bobina, il diodo flyback è invertito e non conduce alcuna corrente.

Il diodo Flyback è polarizzato in avanti solo mentre il relè viene spento

Quando acceso, il relè è un carico all’alimentazione e conduce; il diodo è polarizzato in senso inverso e non conduce. Quando viene spento per la prima volta, il relè è un generatore di tensione; per un breve periodo la tensione sui contatti del relè viene invertita e il diodo flyback conduce.

Durante il breve tempo di spegnimento del relè, quando viene rimossa la tensione esterna, il diodo viene prevenuto in avanti per ridurre al minimo il picco di tensione transitorio.

Il diodo Flyback protegge il circuito

Il diodo flyback è un snubber, riducendo l’impatto della tensione prodotta dal campo magnetico collassante della bobina del relè.

Il motivo per cui i produttori installano questi diodi accanto ai relè CC è perché al momento dello spegnimento, poiché il campo magnetico sta volando indietro, il diodo flyback protegge il circuito e i suoi componenti dal picco di tensione dannoso del relè.

Da Douglas Krantz

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