Bagaimana memilih dioda flyback untuk relay?

Dioda diletakkan secara paralel dengan koil relai (dengan polaritas berlawanan) untuk mencegah kerusakan pada komponen lain saat relai dimatikan.

Berikut ini contoh skema yang saya temukan online:

Saya berencana menggunakan relay dengan tegangan kumparan 5V dan nilai kontak 10A.

Bagaimana cara menentukan spesifikasi yang diperlukan untuk dioda, seperti tegangan, arus, dan waktu switching?

Pertama, tentukan arus koil saat koil menyala. Ini adalah arus yang akan mengalir melalui dioda ketika koil dimatikan. Dalam relai Anda, arus koil ditampilkan sebagai 79,4 mA. Tentukan dioda untuk setidaknya 79,4 mA saat ini. Dalam kasus Anda, peringkat 1N4001 saat ini jauh melebihi persyaratan.

Peringkat tegangan balik dioda harus setidaknya tegangan yang diterapkan ke koil relay. Biasanya seorang desainer menempatkan banyak cadangan di peringkat terbalik. Dioda dalam aplikasi Anda yang memiliki 50 volt akan lebih dari cukup. Sekali lagi 1N4001 akan melakukan pekerjaan itu.

Selain itu, 1N4007 (dalam jumlah pembelian tunggal) harganya sama tetapi memiliki nilai 1000 volt.

1. Tegangan yang diperlukan adalah tegangan kumparan nominal, karena itulah yang akan diterapkan. Berikan faktor 2 untuk keamanan.

2. Persyaratan saat ini adalah arus kumparan nominal.

3. Kecepatan mungkin bukan pertimbangan untuk koil relay, karena mereka tidak sering dinyalakan / dimatikan, dibandingkan dengan, misalnya, penggerak motor PWM.

Dalam kasus Anda, 1N4001 mungkin akan berfungsi dengan baik.

Hal-hal tidak selalu sesederhana seperti yang terlihat, meskipun dalam kasus relay itu sangat tergantung pada aplikasi. Walaupun dioda menyediakan jalur pelepasan yang aman yang melindungi transistor switching dan catu daya Anda, ini dapat menyebabkan beberapa masalah dalam aplikasi tertentu. Relai pada penutupan dapat membentuk lasan kecil pada kontak, dan dengan menempatkan dioda di sana Anda pada dasarnya mencegah relai membuka dengan kekuatan penuh. Ini dapat menyebabkan kontak 'menyatu' sedikit lebih lama, dan secara keseluruhan buruk untuk relay.

Trik yang saya pelajari beberapa tahun yang lalu untuk mencegah hal itu terjadi adalah dengan meletakkan zener diode secara seri (jelas dalam arah yang berbeda) dengan dioda biasa, ini memungkinkan Anda untuk mengontrol tegangan maksimum dan memungkinkan koil relay untuk melepaskan dalam cara yang sedikit lebih baik. Saya ingat beberapa produsen relay memiliki catatan aplikasi yang cukup bagus tentang ini, yang terakhir saya lihat adalah dari Tyco tetapi saya tidak dapat menemukannya lagi, sayangnya.

Pertanyaan: Apa ukuran fly-back diode yang saya perlukan untuk beban induktif?

Jawaban Saya: Dioda fly-back berukuran berdasarkan pada disipasi daya

$P = 1/10(I^2)R$

P: daya hilang dalam dioda terbang-kembali

I: arus steady state mengalir melalui induktor (fly-back diode tidak melakukan)

R: resistensi dioda fly-back dalam konduksi

Bukti:

Dioda fly-back akan ditahan pada suhu konstan; dioda memiliki resistansi konstan dalam konduksi bila dipegang pada suhu konstan. (jika suhu berubah, begitu juga resistansi dioda)

Sekarang dioda konduktor berperilaku sebagai resistor sehingga pertanyaannya menjadi: Berapa banyak daya yang harus saya hilangkan dalam resistansi internal dioda saya?

$T = L/R$

$E = (1/2)L(I^2)$$P = E/time$

$5(L/R)$$(1/2)L(I^2)$

$P = ((1/2)L(I^2)R) / (5L)$$P = 1/10(I^2)R$

Pertimbangkan sirkuit seperti itu:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

R1 adalah resistansi internal L1, dan R2 adalah resistansi pengisian daya kami. D1 berfungsi sebagai dioda fly-back, dan R3 adalah resistansi D1 dalam konduksi.

Jika saklar ditutup dan kita menunggu selamanya, arus 10mA mengalir melalui rangkaian, dan induktor menyimpan energi 50μJ (50 mikro Joule).

Menggunakan teori konservasi energi:

$5(L/R) = 500\mathrm{ms}$

$(1/10) (10\mathrm{mA} ^2) (10\mathrm{ohms}) = 100\mathrm{\mu W}$

$P = 1/10(I^2)R$

Semoga berhasil dengan desain Anda dan jangan pernah menggunakan teknologi untuk tujuan jahat.