Co To jest dioda Flyback?

dioda flyback nie jest specjalnie wykonaną diodą, jest zwykłą diodą umieszczoną obok urządzenia indukcyjnego, takiego jak przekaźnik lub uchwyt drzwi, więc dioda ochroni resztę obwodu elektrycznego przed urządzeniem indukcyjnym.

podobnie jak zawór zwrotny z wodą, dioda swobodnie przewodzi prąd elektryczny w jednym kierunku i zatrzymuje prąd elektryczny płynący w innym kierunku.

to obok przekaźnika PRĄDU STAŁEGO. Co to jest i dlaczego tam jest?

Douglas Krantz

ktoś uważa, że dioda Flyback jest ważna

przekaźnik składa się z elektromagnesu i ruchomej armatury. Gdy się porusza, twornik otwiera lub zamyka styki elektryczne (styk lub zerwanie).

producenci na całym świecie wydają dobre pieniądze instalując te diody, muszą myśleć, że są ważne.

Snubber-chroni elementy obwodu i redukuje zakłócenia RF do innych obwodów

poruszające się elektrony w zwoju drutu wytwarzają magnetyzm i to magnetyzm ciągnie twornik.

dioda flyback jest w rzeczywistości rodzajem obwodu snubber. Obwód snubber chroni resztę obwodów przed cewką magnetyczną. Obwód snubber zmniejsza również zakłócenia RF przesyłane z obwodu.

magnetyzm

aby zrozumieć, dlaczego dioda chroni, spójrzmy na wewnętrzne działanie przekaźnika, który możemy uznać za elektromagnes.

Włączanie przekaźnika

napięcie, Siła elektryczna, popycha i ciągnie elektrony

gdy przekaźnik jest po raz pierwszy włączony, napięcie (siła elektromotoryczna lub EMF) jest przyłożone do końców cewki.

PEM Wypycha i ciągnie elektrony

pomyśl o pociągu składającym się z wagonów (elektronów) i małych lokomotyw (siły elektromotorycznej) między każdym z wagonów. Atomy tworzące przewód można uznać za tory prowadzące pociąg.

jak pociąg jest pchany i ciągnięty przez lokomotywy, elektrony są pchane i ciągnięte przez siłę elektromotoryczną i poruszają się wzdłuż drutu.

budowanie pola magnetycznego

rozpoczęcie ruchu elektronów nie jest natychmiastowe, chociaż wszystko dzieje się tak szybko, że trudno nawet zmierzyć. Jak pociąg startujący, siła elektromotoryczna (lokomotywa) zaczyna poruszać elektronami (wózki) i to ruch elektronów w miarę ich przyspieszania buduje pole magnetyczne.

gdy elektrony poruszają się, wkładają energię w tworzenie pola magnetycznego, wciągając zworę przekaźnika.

wyłączanie przekaźnika

przekaźnik został włączony, pole magnetyczne jest stabilne, a teraz siła elektromotoryczna, która utrzymywała elektrony w ruchu, zostaje usunięta. Oczekiwanie, że prąd natychmiast się zatrzyma, jest jak wyłączenie lokomotyw i oczekiwanie, że pociąg natychmiast się zatrzyma.

intuicyjnie można by pomyśleć, że zakończenie przyłożonego napięcia zatrzymuje prąd jak kran wodny, uwalniając zworę.

to nie takie proste.

to dwukierunkowa ulica. Poruszające się elektrony tworzą pole magnetyczne; zmieniające się lub zapadające pole magnetyczne porusza elektrony. Innymi słowy, elektronów, takich jak pęd zbudowany w poruszającym się pociągu, nie można po prostu zatrzymać.

zgodnie z pierwszym prawem termodynamiki energia nie może być wytworzona ani zniszczona, może być tylko przekształcona.

pole magnetyczne wciąż tam jest

pole magnetyczne zbudowane zostało z siły elektromotorycznej pchającej i ciągnącej elektrony; pole magnetyczne zwraca energię do pociągu elektronów, wytwarzając własną siłę elektromotoryczną.

zamieniliśmy energię elektryczną na budowanie pola magnetycznego; energia nadal istnieje, nawet po usunięciu siły elektromotorycznej (napięcia).

zapadające się pole magnetyczne jest generatorem

generator w elektrowni wytwarza siłę elektromotoryczną, przesuwając magnesy obok cewek drutu; cewka przekaźnika wytwarza siłę elektromotoryczną, gdy zapadające się pole magnetyczne porusza się obok przewodów w cewce.

gdy napięcie jest wyłączone, ponieważ elektrony zaczynają zwalniać jak wagony kolejowe wybiegające do zatrzymania, pole magnetyczne zaczyna się zapadać.

magnetyzm tworzy własne pole elektromagnetyczne

Zasilanie wraca do pociągu. Wytworzona siła elektromotoryczna wytwarzana przez zapadające się pole magnetyczne jest jak ponowne włączenie lokomotyw kolejowych. Tyle energii jest oddawana elektronom, że ich ruch będzie utrzymywać pole magnetyczne.

elektrony nie tylko zatrzymują się: zapadające się pole magnetyczne wkłada swoją energię z powrotem w wysiłek utrzymania elektronów w ruchu. Generuje siłę elektromotoryczną w cewce, dając elektronom dodatkowy impuls.

niebezpieczeństwo-wysokie napięcie

napięcie wytwarzane przez ten generator może wynosić setki woltów; będzie to wszystko, czego potrzeba, aby utrzymać elektrony w ruchu. Może to być porażenie prądem, nawet gdy oryginalne napięcie wynosiło tylko 12 woltów.

to napięcie można zobaczyć na zaciskach cewki przekaźnika jako krótkotrwały, odwrotny skok napięcia.
nawet gdy napięcie włączania wynosiło tylko 12 woltów, wygenerowany skok może wynosić setki woltów.

im szybciej się wyłączy, tym większe napięcie

tak działa cewka w samochodzie. Wewnątrz cewki pole magnetyczne szybko się zapada, generując 50 000 woltów potrzebnych do przeskoczenia szczeliny w świecach zapłonowych.

im szybciej elektrony zostaną zatrzymane, tym szybciej pole magnetyczne się zapada; i tym większy wygenerowany skok napięcia utrzymujący elektrony w ruchu.

coś musi dać

wewnątrz obwodu elektronicznego napięcie to pojawi się na zaciskach przekaźnika, a stamtąd zostanie przyłożone do reszty obwodu.

to napięcie zostanie przepuszczone przez obwód do tego, co zatrzymuje prąd.

iskry

napięcie w sile elektromotorycznej powoduje skok prądu elektrycznego w stykach przełącznika, które pierwotnie wyłączyły prąd. Ten nagły krótkotrwały wzrost prądu spowoduje również zakłócenia elektromagnetyczne (EMI), zakłócające Inne części obwodu i być może EMI zostanie przesłane do pobliskiej elektroniki.

przełączniki mechaniczne wytwarzają małe iskry skaczące ze styków.

dziury

to przeskoczenie szczeliny jest trudne dla półprzewodników; ich kruche połączenia nie pasują do wysokiego napięcia siły elektromotorycznej przekaźnika.

Półprzewodniki również wytwarzają małe iskry, które przebijają otwory przez złącza.

Co Można Zrobić Z Tym Skokiem Napięcia?

dioda flyback utrzymuje elektrony w ruchu, przenosząc je z powrotem do cewki przekaźnika. Ponieważ elektrony wciąż się poruszają, załamanie pola magnetycznego jest spowolnione, a generowane napięcie będzie znacznie niższe. Styki przełączników i złącza półprzewodnikowe mogą z łatwością obsługiwać te niższe napięcia.

dioda flyback, jako snubber, utrzymuje prąd przepływający przez cewkę…
kierując prąd z powrotem do cewki, dioda skraca skok napięcia.

czy dioda normalnie nie skraca całego obwodu?

dioda, jak zainstalowano, jest odwrócona. Nie będzie działać, gdy przekaźnik jest włączony. Nie ma zwarcia i nie marnuje się energii.

zwykle, gdy napięcie zewnętrzne jest przyłożone do cewki, dioda flyback jest odwrócona i nie przewodzi żadnego prądu.

dioda Flyback jest przesunięta do przodu tylko wtedy, gdy przekaźnik jest wyłączony

po włączeniu przekaźnik jest obciążeniem zasilacza i nie przewodzi; DIODA jest odwrócona i nie przewodzi. Po pierwszym wyłączeniu przekaźnik jest generatorem napięcia; przez krótki czas napięcie na stykach przekaźnika jest odwrócone i dioda flyback nie przewodzi.

podczas krótkiego czasu wyłączenia przekaźnika, po usunięciu napięcia zewnętrznego, DIODA jest przesunięta do przodu, aby utrzymać skok napięcia przejściowego do minimum.

dioda Flyback chroni układ

dioda flyback jest snubberem, zmniejszającym wpływ napięcia wytwarzanego przez zapadające się pole magnetyczne cewki przekaźnika.

powodem, dla którego producenci instalują te diody obok przekaźników DC, jest to, że w czasie wyłączenia, gdy pole magnetyczne leci z powrotem, dioda flyback chroni Obwód i jego elementy przed szkodliwym skokiem napięcia przekaźnika.

Autor: Douglas Krantz

Sprawdź