Wat is een Flyback Diode?

een flybackdiode is geen speciaal gemaakte diode, het is een gewone diode die naast een inductief apparaat wordt geplaatst, zoals een relais of deurhouder, zodat de diode de rest van het elektrische circuit beschermt tegen het inductieve apparaat.

net als een terugslagklep met water, een diode vrij geleidt elektrische stroom in de ene richting, en stopt de elektrische stroom uit de andere richting stromen.

het staat naast een GELIJKSTROOMRELAIS. Wat is het, en waarom is het daar?

door Douglas Krantz

iemand denkt dat de Flyback Diode belangrijk is

een relais bestaat uit een elektromagneet en een bewegend anker. Als het beweegt, opent of sluit het anker elektrische contacten (maken of breken contact).

fabrikanten over de hele wereld besteden veel geld aan het installeren van deze diodes, ze moeten denken dat ze belangrijk zijn.

Snubber-beschermt de circuitcomponenten en vermindert rf-interferentie met andere circuits

bewegende elektronen in een spoel van draad produceren magnetisme en het is het magnetisme dat het anker trekt.

een flybackdiode is eigenlijk een type snubberkring. Een snubber circuit beschermt de rest van het circuit tegen een magnetische spoel. Een snubber circuit vermindert ook de RF interferentie wordt verzonden van het circuit.

magnetisme

om te begrijpen waarom de diode beschermt, laten we eens kijken naar de innerlijke werking van het relais, dat we kunnen zien als elektromagneet.

Relais Inschakelen

Spanning, een elektrische kracht, duwt en trekt aan de elektronen

Wanneer het relais voor het eerst wordt ingeschakeld, spanning (elektromotorische kracht of EMF) is toegepast op de uiteinden van de spoel.

EMF duwt en trekt elektronen

denk aan een trein bestaande uit boxcars (elektronen), en kleine locomotief motoren (elektromotorische kracht) tussen elk van de auto ‘ s. De atomen waaruit de draad bestaat kunnen worden beschouwd als de sporen die de trein leiden.

net als een trein die wordt geduwd en getrokken door locomotieven, worden elektronen geduwd en getrokken door de elektromotorische kracht, en bewegen langs de draad.

het bouwen van magnetisch veld

het starten van de beweging van elektronen is niet onmiddellijk, hoewel het allemaal zo snel gebeurt dat het moeilijk is om zelfs maar te meten. Net als een trein die begint, begint de elektromotorische kracht (locomotief) de elektronen (boxcars) te bewegen, en het is de beweging van de elektronen terwijl ze versnellen die het magnetische veld bouwt.

als de elektronen zich verplaatsen, brengen ze energie in het creëren van een magnetisch veld en trekken het anker van het relais in.

relais uitschakelen

het relais is ingeschakeld, het magnetisch veld is stabiel en nu is de elektromotorische kracht die de elektronen in beweging hield verwijderd. Verwachten dat de stroom onmiddellijk stopt is als het uitschakelen van de treinlocomotieven en verwachten dat de trein onmiddellijk stopt.

intuïtief zou men denken dat het beëindigen van de toegepaste spanning de stroom stopt als een waterkraan, waardoor het anker vrijkomt.

zo simpel is het niet.

het is een tweerichtingsverkeer. Bewegende elektronen creëren een magnetisch veld; een veranderend of instortend magnetisch veld beweegt elektronen. Met andere woorden, de elektronen, zoals het momentum opgebouwd in een rijdende trein, kunnen niet zomaar gestopt worden.

volgens de eerste wet van de thermodynamica kan energie niet worden gecreëerd of vernietigd, maar alleen worden omgezet.

het magnetisch veld is er nog steeds

het magnetische veld werd gebouwd met elektromotorische kracht die elektronen duwt en trekt; het magnetische veld geeft de energie terug aan de trein van elektronen door zijn eigen elektromotorische kracht te produceren.

we hebben elektrische energie omgezet in het opbouwen van het magnetische veld; de energie is er nog steeds, zelfs nadat de elektromotorische kracht (spanning) is verwijderd.

het instortende magnetische veld is een Generator

een generator in een krachtcentrale produceert elektromotorische kracht door magneten langs spoelen van draad te bewegen; de relaisspoel produceert elektromotorische kracht als het instortende magnetische veld langs de draden in de spoel beweegt.

wanneer de spanning wordt uitgeschakeld, begint het magnetisch veld in te storten, omdat de elektronen beginnen te vertragen als spoorwegwagons die tot stilstand komen.

het magnetisme creëert zijn eigen EMF

de stroom wordt terug in de trein gevoerd. De gegenereerde elektromotorische kracht die door het instortende magnetische veld wordt geproduceerd, is als het opnieuw aanzetten van de treinlocomotieven. Elektronen krijgen genoeg energie terug dat hun beweging het magnetisch veld in stand houdt.

de elektronen stoppen niet alleen: het instortende magnetische veld zet zijn energie terug in een poging om de elektronen in beweging te houden. Het genereert elektromotorische kracht in de spoel, waardoor de elektronen wat extra druk krijgen.

gevaar — hoog Voltage

de spanning die door deze generator wordt geproduceerd kan honderden volt zijn; het zal alles zijn wat nodig is om de elektronen in beweging te houden. Dit kan nogal een elektrische schok zijn, zelfs als de oorspronkelijke spanning slechts 12 volt was.

deze spanning kan op de aansluitpunten van de relaisspoel worden gezien als een kortstondige, omgekeerde spanningspiek.
zelfs wanneer de inschakelspanning slechts 12 volt was, kan de gegenereerde piek honderden volt zijn.

hoe sneller de uitschakeling, hoe groter de spanning

zo werkt de spoel in een auto. In de spoel stort het magnetische veld snel in, waardoor de 50.000 volt wordt gegenereerd die nodig is om de spleet in de bougies te springen.

hoe sneller de elektronen worden gestopt, hoe sneller het magnetische veld instort; en hoe groter de gegenereerde spanningspiek die de elektronen in beweging houdt.

iets moet geven

binnen een elektronisch circuit zal deze spanning verschijnen op de aansluitingen van het relais en van daaruit worden toegepast op de rest van het circuit.

deze spanning wordt door het circuit geleid naar datgene wat de stroom stopt.

vonken

de spanning in de elektromotorische kracht zorgt ervoor dat elektrische stroom spleet in de schakelcontacten die oorspronkelijk uitgeschakeld de stroom. Deze plotselinge kortstondige stroomstoot zal ook elektromagnetische interferentie (EMI) veroorzaken, interfererend met andere delen van het circuit en mogelijk zal dit EMI naar nabijgelegen elektronica worden verzonden.

mechanische schakelaars krijgen kleine vonken die over de contacten springen.

gaten

deze jumping-the-gap is hard voor halfgeleiders; hun fragiele kruispunten zijn geen partij voor de Hoogspanning van de elektromotorische kracht van het relais.

halfgeleiders krijgen ook kleine vonken, die gaten door de aansluitingen slaan.

Wat Kan Er Gedaan Worden Aan Deze Spanningspiek?

de flyback diode houdt de elektronen in beweging door ze terug te rangeren in de relaisspoel. Omdat de elektronen blijven bewegen, wordt de instorting van het magnetisch veld vertraagd en zal de gegenereerde spanning veel lager zijn. Schakelcontacten en halfgeleiderverbindingen kunnen deze lagere spanningen eenvoudig aan.

de flybackdiode zorgt ervoor dat de stroom door de spoel stroomt…
door de stroom weer in de spoel te plaatsen, wordt de spanningspiek door de diode onderbroken.

kort de Diode normaal gesproken niet het hele Circuit af?

de diode, zoals geïnstalleerd, is omgekeerd bevooroordeeld. Het zal niet uit te voeren wanneer het relais is ingeschakeld. Er is geen kortsluiting en er wordt geen energie verspild.

normaal gesproken is de flybackdiode, wanneer externe spanning op de spoel wordt toegepast, omgekeerd bevooroordeeld en zal deze geen stroom geleiden.

de Flyback Diode is alleen naar voren gericht terwijl het relais wordt uitgeschakeld

wanneer ingeschakeld, is het relais Een belasting op de voeding en geleidt; de diode is omgekeerd bevooroordeeld en leidt niet. Wanneer het relais voor het eerst wordt uitgeschakeld, is het een spanningsgenerator; gedurende een korte tijd wordt de spanning op de relaiscontacten omgekeerd en de flybackdiode geleid.

tijdens de korte uitschakeltijd van het relais, wanneer de externe spanning wordt verwijderd, wordt de diode naar voren gericht om de tijdelijke spanningspiek tot een minimum te beperken.

de Flyback Diode beschermt het Circuit

de flyback diode is een snubber, het verminderen van de impact van de spanning geproduceerd door het instortende magnetische veld van de relaisspoel.

de reden dat fabrikanten deze diodes naast DC-relais installeren, is omdat de flybackdiode op het moment dat het magnetisch veld terugvliegt, het circuit en zijn componenten beschermt tegen de schadelijke spanningspiek van het relais.

Door Douglas Krantz

Check It Out