Qu'est-ce qu'une diode Flyback ?

Une diode flyback n’est pas une diode spécialement conçue, c’est une diode régulière placée à côté d’un dispositif inductif comme un relais ou un support de porte afin que la diode protège le reste du circuit électrique du dispositif inductif.

Comme un clapet anti-retour avec de l’eau, une diode conduit librement le courant électrique dans un sens et empêche le courant électrique de circuler dans l’autre sens.

Il est à côté d’un relais CC. Qu’est-ce que c’est, et pourquoi est-ce là?
Quelqu’un Pense que la diode Flyback est importante
Snubber – Protège les composants du circuit et réduit les interférences RF avec d’autres circuits
Relais Allumé
EMF Pousse et Tire les électrons
Champ Magnétique du Bâtiment
Arrêt Du Relais
Ce N’Est Pas Si Simple
Le Champ Magnétique est Toujours Là
Le Champ Magnétique qui s’effondre est un générateur
Le Magnétisme Crée Sa Propre CEM
Danger High Haute Tension
Plus l’arrêt est rapide, plus la tension est élevée
Quelque chose doit donner
Étincelles
Trous
Que Peut-On Faire À Propos De Ce Pic De Tension?
La Diode Ne Court-T-Elle Pas Normalement Tout Le Circuit?
La diode Flyback est polarisée Vers l’avant Uniquement Lorsque le Relais est Éteint
La Diode Flyback Protège le Circuit

Il est à côté d’un relais CC. Qu’est-ce que c’est, et pourquoi est-ce là?

Par Douglas Krantz

Quelqu’un Pense que la diode Flyback est importante

Un relais se compose d’un électroaimant et d’une armature mobile. Au fur et à mesure de son déplacement, l’armature ouvre ou ferme les contacts électriques (établir ou rompre le contact).

Les fabricants du monde entier dépensent beaucoup d’argent pour installer ces diodes, ils doivent penser qu’elles sont importantes.

Snubber – Protège les composants du circuit et réduit les interférences RF avec d’autres circuits

Les électrons en mouvement dans une bobine de fil produisent du magnétisme et c’est le magnétisme qui tire l’armature.

Une diode flyback est en fait un type de circuit snubber. Un circuit d’obturation protège le reste des circuits d’une bobine magnétique. Un circuit d’obturation réduit également les interférences RF transmises par le circuit.

Magnétisme

Pour comprendre pourquoi la diode protège, regardons le fonctionnement interne du relais, que nous pouvons considérer comme un électroaimant.

Relais Allumé

La tension, une force électrique, pousse et tire sur les électrons

Lorsque le relais est allumé pour la première fois, une tension (force électromotrice ou EMF) est appliquée aux extrémités de la bobine.

EMF Pousse et Tire les électrons

Pensez à un train composé de wagons-caisses (électrons) et de petits moteurs de locomotive (force électromotrice) entre chacun des wagons. Les atomes composant le fil peuvent être considérés comme les pistes guidant le train.

Comme un train poussé et tiré par des locomotives, les électrons sont poussés et tirés par la force électromotrice et se déplacent le long du fil.

Champ Magnétique du Bâtiment

Le démarrage du mouvement des électrons n’est pas instantané, bien que tout se passe si vite qu’il est difficile de le mesurer. Comme un train au départ, la force électromotrice (locomotive) commence à déplacer les électrons (wagons-boîtes), et c’est le mouvement des électrons à mesure qu’ils accélèrent qui construit le champ magnétique.

Au fur et à mesure que les électrons voyagent, ils mettent de l’énergie pour créer un champ magnétique, tirant dans l’armature du relais.

Arrêt Du Relais

Le relais a été allumé, le champ magnétique a été stable, et maintenant la force électromotrice qui maintenait les électrons en mouvement est supprimée. S’attendre à ce que le courant s’arrête immédiatement, c’est comme éteindre les locomotives du train et s’attendre à ce que le train s’arrête immédiatement.

Intuitivement, on pourrait penser que la fin de la tension appliquée arrête le courant comme un robinet d’eau, libérant l’armature.

Ce N’Est Pas Si Simple

C’est une rue à double sens. Les électrons en mouvement créent un champ magnétique; un champ magnétique changeant ou s’effondrant déplace les électrons. En d’autres termes, les électrons, comme l’élan accumulé dans un train en mouvement, ne peuvent pas simplement être arrêtés.

Selon la Première Loi de la thermodynamique, l’énergie ne peut pas être créée ou détruite, elle ne peut être que convertie.

Le Champ Magnétique est Toujours Là

Le champ magnétique a été construit avec une force électromotrice poussant et tirant des électrons; le champ magnétique renvoie l’énergie au train d’électrons en produisant sa propre force électromotrice.

Nous avons converti l’énergie électrique en accumulant le champ magnétique; l’énergie est toujours là, même après la suppression de la force électromotrice (tension).

Le Champ Magnétique qui s’effondre est un générateur

Un générateur dans une centrale électrique produit une force électromotrice en déplaçant des aimants au-delà des bobines de fil; la bobine de relais produit une force électromotrice lorsque le champ magnétique qui s’effondre passe devant les fils de la bobine.

Lorsque la tension est coupée, parce que les électrons commencent à ralentir comme des wagons de chemin de fer qui s’arrêtent, le champ magnétique commence à s’effondrer.

Le Magnétisme Crée Sa Propre CEM

L’alimentation est réinjectée dans le train. La force électromotrice générée par le champ magnétique qui s’effondre revient à rallumer les locomotives du train. Suffisamment d’énergie est restituée aux électrons pour que leur mouvement maintienne le champ magnétique.

Les électrons ne s’arrêtent pas seulement: le champ magnétique qui s’effondre remet son énergie dans un effort pour maintenir les électrons en mouvement. Il génère une force électromotrice dans la bobine, donnant aux électrons une poussée supplémentaire.

Danger High Haute Tension

La tension produite par ce générateur peut être de plusieurs centaines de volts; ce sera tout ce qu’il faut pour maintenir les électrons en mouvement. Cela peut être un choc électrique, même lorsque la tension d’origine n’était que de 12 volts.

Cette tension peut être vue aux bornes de la bobine de relais comme un pic de tension inverse à court terme.
Même lorsque la tension d’allumage n’était que de 12 volts, le pic généré peut être de plusieurs centaines de volts.

Plus l’arrêt est rapide, plus la tension est élevée

C’est ainsi que fonctionne la bobine d’une voiture. À l’intérieur de la bobine, le champ magnétique s’effondre rapidement, générant les 50 000 volts nécessaires pour sauter l’espace dans les bougies d’allumage.

Plus les électrons sont arrêtés rapidement, plus le champ magnétique s’effondre rapidement; et plus le pic de tension généré maintient les électrons en mouvement.

Quelque chose doit donner

À l’intérieur d’un circuit électronique, cette tension apparaîtra aux bornes du relais, et sera ensuite appliquée au reste du circuit.

Cette tension va être passée à travers le circuit à tout ce qui arrête le courant.

Étincelles

La tension dans la force électromotrice fait sauter le courant électrique dans les contacts de l’interrupteur qui ont coupé le courant à l’origine. Cette poussée soudaine de courant à court terme produira également des interférences électromagnétiques (IEM), interférant avec d’autres parties du circuit et éventuellement cette IEM sera transmise à l’électronique voisine.

Les interrupteurs mécaniques produisent de petites étincelles qui sautent sur les contacts.

Trous

Ce saut d’écart est difficile pour les semi-conducteurs; leurs jonctions fragiles ne correspondent pas à la haute tension de la force électromotrice du relais.

Les semi-conducteurs reçoivent également de petites étincelles qui perforent les jonctions.

Que Peut-On Faire À Propos De Ce Pic De Tension?

La diode flyback maintient les électrons en mouvement en les renvoyant dans la bobine de relais. Parce que les électrons continuent à bouger, l’effondrement du champ magnétique est ralenti et la tension générée sera beaucoup plus faible. Les contacts de commutation et les jonctions semi-conductrices peuvent facilement gérer ces tensions plus faibles.

La diode flyback, en tant que snubber, maintient le courant circulant dans la bobine…
En renvoyant le courant dans la bobine, la diode court-circuite le pic de tension.

La Diode Ne Court-T-Elle Pas Normalement Tout Le Circuit?

La diode, telle qu’installée, est polarisée en inverse. Il ne se conduira pas lorsque le relais est allumé. Il n’y a pas de court-circuit et aucune énergie n’est gaspillée.

Normalement, lorsque la tension externe est appliquée à la bobine, la diode flyback est polarisée en inverse et ne conduit aucun courant.

La diode Flyback est polarisée Vers l’avant Uniquement Lorsque le Relais est Éteint

Lorsqu’il est allumé, le relais est une charge sur l’alimentation et conduit; la diode est polarisée en inverse et ne conduit pas. Lors de la première mise hors tension, le relais est un générateur de tension; pendant une courte période, la tension sur les contacts du relais est inversée et la diode flyback conduit.

Pendant le bref temps d’arrêt du relais, lorsque la tension externe est supprimée, la diode est polarisée vers l’avant pour maintenir le pic de tension transitoire au minimum.

La Diode Flyback Protège le Circuit

La diode flyback est un snubber, réduisant l’impact de la tension produite par l’effondrement du champ magnétique de la bobine de relais.

La raison pour laquelle les fabricants installent ces diodes à côté des relais CC est qu’au moment de l’arrêt, lorsque le champ magnétique recule, la diode flyback protège le circuit et ses composants du pic de tension dommageable du relais.