Mengapa relay tidak menyertakan dioda flyback?

24

Peringatan: ini mungkin pertanyaan yang sangat naif (jika demikian, tolong beri tahu saya).

Banyak aplikasi relay memerlukan dioda flyback untuk melindungi terhadap tegangan induktif. Saya tidak dapat menemukan relay apa pun yang menggunakan dioda flyback.

Karena itu adalah kebutuhan yang umum, mengapa relay tidak menyertakan dioda flyback di dalam paket relay? Apakah ada terlalu banyak faktor untuk dipertimbangkan, sehingga sulit menebak kebutuhan sirkuit?

relay diodes DSS539
sumber
1
MOSFET sering datang dengan dioda seperti itu di dalamnya, jadi ada perlindungan built in pada sisi switching koil, bukan di rumah relai. Ini lebih masuk akal karena banyak alasan yang diberikan dalam jawaban di bawah ini dan juga untuk fakta bahwa mudah untuk memecah sebuah dioda menjadi MOSFET dan agak kurang ekonomis untuk menyolder yang dioda yang mungkin atau mungkin tidak Anda perlukan dalam relay.
Void Star
8
Dioda dalam MOSFET tidak dibangun tambahan untuk MOSFET. Ini adalah artefak dari struktur MOSFET itu sendiri.
Ignacio Vazquez-Abrams
2
Ketika chip driver seperti ULN2003 atau ULN2803 digunakan, dioda flyback disediakan dalam chip, sehingga dioda tambahan dalam relay akan menjadi pemborosan.
Wouter van Ooijen
3
@BigEndian Ketika MOSFET tunggal digunakan untuk mengganti koil relay, dioda tubuh tidak membantu karena melakukan berlawanan arah dari apa yang dibutuhkan. Sebagai contoh: MOSFET saluran-N yang digunakan sebagai saklar sisi rendah, lonjakan tegangan dari koil relay (ketika dimatikan) akan positif dan dioda bodi MOSFET tidak melakukan (kecuali kemungkinan longsoran salju yang dapat merusak) ). Pengecualian untuk hal ini adalah MOSFET yang merupakan "Bahaya Pengulangan Berulang" di mana body diode bertindak seperti dioda zener bertegangan tinggi, misalnya IRFD220
Tut
1
Bukti bahwa pertanyaan-pertanyaan naif itu, dengan kata-kata yang baik, memang bisa sangat baik.
JYelton

Jawaban:

20

Ada jawaban sederhana untuk pertanyaan ini - ada banyak skema flyback dan sebaliknya dioda adalah yang paling sederhana. Meskipun memiliki satu kelemahan besar - itu membuat relay untuk mematikan sangat lambat.

Dengan cara ini, terkadang skema lain harus digunakan. Ada beberapa contoh:

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Johnfound
sumber
bukankah desain untuk # 2 hanya hukum Ohm? Mengapa itu sulit dirancang?
markrages
@markrages Ini akan menjadi "hanya hukum Ohm" jika D4 disingkat.
hoosierEE
misal, relay 100 mA, Vcc = 12V, 0,7 Vf pada D4, Q2 60 Vceo. Katakanlah kita ingin 40 V maks pada Q2. Kemudian tegangan maks pada R adalah (40 - 12 - 0,7) atau 27,3. R = V / I jadi 27,3 / 100 mA atau 270 ohm.
markrages
1
@markrages - masalah dengan skema kedua adalah bahwa arus melalui relai tidak pernah diketahui. Resistansi relay sangat sensitif terhadap suhu dan arus dapat bervariasi secara signifikan. Maka Anda perlu merancang untuk kasus terburuk. Dalam semua skema lainnya, tegangan relatif konstan dan hanya bergantung pada tegangan zener.
johnfound
Di DC, arus hanya dibatasi oleh resistansi koil. Ini ditentukan untuk 10%, dan kemudian ada tempco tembaga sekitar 0,4% / C. Karena ini positif, tidak masalah untuk mendesain dengan suhu ruangan (spek) saat ini.
markrages
9

Ada beberapa relay (juga kontaktor / pemutus) yang diaktifkan dari AC. Menempatkan dioda di dalam membuat mereka tidak berguna untuk aplikasi AC: -

masukkan deskripsi gambar di sini

Ada beberapa jenis relai yang bertipe latching dan ini juga memerlukan pembalikan tegangan - sebuah dioda akan membuat jenis relai ini tidak berguna dalam aplikasi itu: -

masukkan deskripsi gambar di sini

Lihat juga jawaban ini untuk perpindahan estafet kecepatan tinggi.

Andy alias
sumber
5

Sebenarnya ada (atau sedang) beberapa yang memiliki penindasan kumparan internal. Misalnya ini satu Teleldyne. Mereka tidak terlalu sukses secara komersial di pasar umum. Mungkin di pasar otomotif.

Ini mungkin lebih berkaitan dengan hal-hal seperti sejarah dan sumber kedua daripada hal teknis, meskipun saya gagal melihat banyak keuntungan dalam meletakkan dioda secara internal. Ini memaksa polaritas pada pinout dan menghasilkan kehidupan listrik yang kurang optimal untuk semua pengguna, untuk penghematan yang sangat kecil.

Tidak ada PCB pada umumnya di dalam relay sehingga harus dilas atau dikerutkan atau disolder ke tempatnya.

Spehro Pefhany
sumber
5

Ada relay yang menyertakan dioda fly-back, tetapi secara persentase, tidak terlalu banyak.

Jika Anda pergi ke halaman Digi-Key ini yang berisi daftar relay sinyal (kurang dari 2 amp) dan gulir ke kanan, Anda akan melihat di bawah kolom Fitur bahwa salah satu atribut yang dapat Anda pilih adalah Dioda.

Di sini, hanya sedikit lebih dari 5% dari relay yang terdaftar memasukkan dioda. Untuk power relay , jumlah dengan dioda sedikit di atas 3% dari total.

Jadi mereka memang ada. Tetapi mengapa sangat sedikit? Jelas, itu membuat biaya relay turun, bahkan jika pengguna harus menambahkan dioda mereka sendiri. Ini juga memungkinkan pengguna memilih dioda yang persis memenuhi kebutuhan mereka. Dan lebih murah (dan lebih mudah) bagi pengguna untuk menambahkan dioda ke PCB (yang merupakan proses otomatis) daripada pabrikan menambahkannya di koil relay (yang mungkin harus dilakukan secara manual).

tcrosley
sumber
1
Mengapa beban menjadi masalah induktif?
Nick T
Saya salah ketik. Relai itu sendiri adalah beban induktif dalam kasus ini (relatif terhadap sirkuit penggeraknya), terlepas dari apakah kontaknya menggerakkan beban induktif atau tidak, tidak memerlukan bantalan di atasnya yang memerlukan dioda fly-back. Jawaban diedit. Namun jika kontak menggerakkan beban induktif, maka beban tersebut harus memiliki dioda fly-back.
tcrosley
4

Ada juga masalah keandalan. Sebagian besar relay disegel atau, setidaknya, tidak dibuat untuk dibongkar oleh pengguna. Jika dioda internal gagal, relai menjadi tidak berguna. Karena biaya dioda jauh lebih sedikit daripada nilai relai, lebih masuk akal untuk menambahkan dioda secara eksternal.

Barry
sumber