Ce este o diodă Flyback?

o diodă flyback nu este o diodă special făcută, este o diodă obișnuită plasată lângă un dispozitiv inductiv, cum ar fi un releu sau un suport pentru ușă, astfel încât dioda va proteja restul circuitului electric de dispozitivul inductiv.

ca o supapă de reținere cu apă, o diodă conduce liber curentul electric într-o direcție și oprește curentul electric să curgă în cealaltă direcție.

este lângă un releu DC. Ce este și de ce este acolo?

de Douglas Krantz

cineva crede că dioda Flyback este importantă

un releu constă dintr-un electromagnet și o armătură în mișcare. Pe măsură ce se mișcă, armătura deschide sau închide contactele electrice (face sau rupe contactul).

producătorii din întreaga lume cheltuiesc bani buni instalând aceste diode, trebuie să creadă că sunt importante.

Snubber-protejează componentele circuitului și reduce interferențele RF la alte circuite

mișcarea electronilor într-o bobină de sârmă produce magnetism și magnetismul este cel care trage armătura.

o diodă flyback este de fapt un tip de circuit snubber. Un circuit snubber protejează restul circuitelor de o bobină magnetică. Un circuit snubber reduce, de asemenea, interferența RF transmisă din circuit.

Magnetism

pentru a înțelege de ce protejează dioda, să ne uităm la funcționarea interioară a releului, la care ne putem gândi ca electromagnet.

releul pornit

Tensiunea, o forță electrică, împinge și trage electronii

când releul este pornit pentru prima dată, tensiunea (forța electromotoare sau EMF) este aplicată la capetele bobinei.

EMF împinge și trage electroni

gândiți-vă la un tren format din vagoane (electroni) și motoare mici de locomotive (forță electromotoare) între fiecare dintre mașini. Atomii care alcătuiesc firul pot fi considerați ca șinele care ghidează trenul.

ca un tren împins și tras de locomotive, electronii sunt împinși și trași de forța electromotoare și se mișcă de-a lungul firului.

construirea câmpului Magnetic

pornirea mișcării electronilor nu este instantanee, deși totul se întâmplă atât de repede încât este greu de măsurat. Ca un tren care începe, forța electromotoare (locomotiva) începe să miște electronii (vagoanele) și mișcarea electronilor pe măsură ce accelerează este cea care construiește câmpul magnetic.

pe măsură ce electronii călătoresc, ei pun energie în crearea unui câmp magnetic, trăgând armătura releului.

releul se oprește

releul a fost pornit, câmpul magnetic a fost stabil, iar acum forța electromotoare care menținea electronii în mișcare este îndepărtată. Așteptarea ca curentul să se oprească imediat este ca și cum ai opri locomotivele trenului și te aștepți ca trenul să se oprească imediat.

intuitiv s-ar crede că încheierea tensiunii aplicate oprește curentul ca un robinet de apă, eliberând armătura.

nu este atât de simplu

e o stradă cu două sensuri. Electronii în mișcare creează un câmp magnetic; un câmp magnetic în schimbare sau în colaps mișcă electronii. Cu alte cuvinte, electronii, ca impulsul construit într-un tren în mișcare, nu pot fi opriți.

conform primei legi a termodinamicii, energia nu poate fi creată sau distrusă, ea poate fi doar convertită.

câmpul Magnetic este încă acolo

câmpul magnetic a fost construit cu forța electromotoare împingând și trăgând electroni; câmpul magnetic returnează energia trenului de electroni prin producerea propriei forțe electromotoare.

am transformat energia electrică în construirea câmpului magnetic; energia este încă acolo, chiar și după ce forța electromotoare (tensiunea) este îndepărtată.

câmpul Magnetic care se prăbușește este un Generator

un generator dintr-o centrală electrică produce forță electromotoare prin mișcarea magneților pe lângă bobinele de sârmă; bobina releului produce forță electromotoare pe măsură ce câmpul magnetic care se prăbușește trece pe lângă firele din bobină.

când tensiunea este oprită, deoarece electronii încep să încetinească ca vagoanele de cale ferată care se opresc, câmpul magnetic începe să se prăbușească.

magnetismul își creează propriul EMF

energia este alimentată înapoi în tren. Forța electromotoare generată produsă de câmpul magnetic care se prăbușește este ca și cum ai porni din nou locomotivele trenului. Suficientă energie este dată înapoi electronilor că mișcarea lor va menține câmpul magnetic.

electronii nu se opresc doar: câmpul magnetic care se prăbușește își pune energia înapoi într-un efort de a menține electronii în mișcare. Generează forță electromotoare în bobină, oferind electronilor o împingere suplimentară.

pericol — tensiune înaltă

tensiunea produsă de acest generator poate fi de sute de volți; va fi orice este nevoie pentru a menține electronii în mișcare. Acest lucru poate fi un șoc electric, chiar și atunci când tensiunea inițială a fost de numai 12 volți.

această tensiune poate fi văzută pe bornele bobinei releului ca un vârf de tensiune inversă pe termen scurt.
chiar și atunci când tensiunea de pornire a fost de numai 12 volți, vârful generat poate fi de sute de volți.

cu cât oprirea este mai rapidă, cu atât tensiunea este mai mare

așa funcționează bobina într-o mașină. În interiorul bobinei, câmpul magnetic se prăbușește rapid, generând cei 50.000 de volți necesari pentru a sări golul din bujii.

cu cât electronii sunt opriți mai repede, cu atât câmpul magnetic se prăbușește mai repede; și cu atât este mai mare vârful de tensiune generat, menținând electronii în mișcare.

ceva trebuie să dea

în interiorul unui circuit electronic, această tensiune va apărea pe bornele releului și de acolo va fi aplicată restului circuitului.

această tensiune va fi trecută prin circuit la ceea ce oprește curentul.

Sparks

tensiunea din forța electromotoare face ca curentul electric să sară în contactele comutatorului care au oprit inițial curentul. Această creștere bruscă a curentului pe termen scurt va produce, de asemenea, interferențe electromagnetice (EMI), interferând cu alte părți ale circuitului și, eventual, acest EMI va fi transmis către electronica din apropiere.

comutatoarele mecanice obțin mici scântei sărind contactele.

găuri

acest salt este greu pe semiconductori; joncțiunile lor fragile nu se potrivesc cu tensiunea înaltă a forței electromotoare a releului.

semiconductorii primesc și scântei mici, care perforează găurile prin joncțiuni.

Ce Se Poate Face Cu Acest Vârf De Tensiune?

dioda flyback menține electronii în mișcare prin manevrarea lor înapoi în bobina releului. Deoarece electronii continuă să se miște, prăbușirea câmpului magnetic este încetinită, iar tensiunea generată va fi mult mai mică. Contactele de comutare și joncțiunile semiconductoare pot gestiona cu ușurință aceste tensiuni mai mici.

dioda flyback, ca un snubber, menține curentul care curge prin bobină…
prin manevrarea curentului înapoi în bobină, dioda scurtează vârful de tensiune.

dioda nu scurtcircuitează în mod normal întregul Circuit?

dioda, așa cum este instalată, este părtinitoare inversă. Nu se va desfășura atunci când releul este pornit. Nu există scurtcircuit și nu se pierde energie.

în mod normal, atunci când tensiunea externă este aplicată bobinei, dioda flyback este părtinitoare inversă și nu va conduce Niciun curent.

dioda Flyback este părtinitoare înainte numai în timp ce releul este oprit

când este pornit, releul este o sarcină la sursa de alimentare și conduce; dioda este părtinitoare inversă și nu conduce. Când este oprit pentru prima dată, releul este un generator de tensiune; pentru o perioadă scurtă de timp, tensiunea de pe contactele releului este inversată și dioda flyback conduce.

în timpul scurt turn-off timp de releu, atunci când tensiunea externă este eliminat, dioda este înainte părtinitoare pentru a menține spike tensiune tranzitorie la un nivel minim.

dioda Flyback protejează circuitul

dioda flyback este un snubber, reducând impactul tensiunii produse de câmpul magnetic care se prăbușește al bobinei releului.

motivul pentru care producătorii instalează aceste diode lângă releele DC este că, la momentul opririi, pe măsură ce câmpul magnetic zboară înapoi, dioda flyback protejează circuitul și componentele sale de vârful de tensiune dăunător al releului.

De Douglas Krantz

Verifică – L