Nach einigen Schaltplänen, in denen die Flyback- oder Snubber-Diode über den CE-Anschlüssen des Transistors liegt (rechte Konfiguration), habe ich nicht das gesehen, was ich normalerweise als Flyback über den Spulenanschlüssen sehe (linke Konfiguration).
Welche davon sind "richtig"? Oder hat jeder einen eigenen Zweck?
Hinweis: Die Dioden sind normalerweise als externe Dioden vom Typ 1N400x (bei TIP120 Darlingtons) aufgeführt, nicht als interne Body-Diode des BJT oder Mosfet.
Abschließend habe ich einige Schaltpläne mit beiden Dioden gesehen, eine über die Spule und eine über die CE-Klemmen. Ich gehe davon aus, dass man nur redundant ist, ohne die Schaltung in diesem Fall wirklich zu beeinflussen, ist das eine falsche Annahme?
simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab
Die Antwort auf Wann / warum würden Sie eine Zenerdiode als Schwungraddiode (auf der Spule eines Relais) verwenden? Berührt dies leicht, indem eine reguläre Diode in der obigen linken Konfiguration angezeigt wird, während eine Zener-Diode in der rechten Konfiguration angezeigt wird. Es heißt nicht , dass das Gegenteil ist nicht wahr ( oder warum ) , um einen zweiten Teil , kann eine Zener - Arbeit in der linken Konfiguration und eine regelmäßige Diode in der richtigen Konfiguration? Wenn ja, wie ändert sich die Funktionsweise?
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Antworten:
Betrachten Sie die Funktionsweise der Schaltung.
Wenn der Transistor eingeschaltet ist, fließt Strom in der Spule von oben nach unten, während der Stromkreis gezogen wird. Jetzt schalten wir den Transistor aus. Der Strom in der Spule will noch fließen.
Für den Stromkreis auf der linken Seite kann dieser Strom nun über die Diode zurück nach Vcc fließen. Die Spannung an der Spule hat die umgekehrte Richtung und wird durch die Diode begrenzt, damit der Strom sicher auf Null abfallen kann.
Für die Schaltung auf der rechten Seite hilft die Diode nicht. Der in der Spule fließende Strom zwingt die Spannung am Kollektor, bis zu dem Punkt anzusteigen, an dem der Transistor (oder möglicherweise die Diode) zusammenbricht und zu leiten beginnt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Strom in der Spule abfallen, aber die Energie im durchgebrochenen Transistor (oder in der weniger wahrscheinlichen Diode) ist zu hoch und kann durchaus zum Tod des Transistors führen. Beachten Sie, dass hier eine Zenerdiode funktioniert, da Sie die Spannung an der Spule umkehren lassen, damit der Strom auf Null abfallen kann, während die Spannung am Transistor auf einen sicheren Wert begrenzt wird.
Es ist zu beachten, dass durch das Umkehren der Spannung an der Spule zu einer höheren Spannung der Strom schneller abfallen kann. Deshalb ist manchmal ein Zener in der rechten Schaltung oder mehr als eine Diode in Reihe in der linken Schaltung zu sehen.
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Ein Zener kann in beiden arbeiten, eine Diode jedoch nicht
Ein Zener.
Für die linke Seite würde es nur eine Diode funktionieren (mit etwas Versorgungsspannung). Für die rechte Seite wird die Spule schnell entladen (bei richtiger Nennleistung - Fernseher).
Eine Diode
Links ist es ein normaler Häcksler mit Freilauf. Für das Recht hast du einen toten Transistor
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Letzteres kann unmöglich richtig sein. Der induzierte Strom fließt in die gleiche Richtung wie der ursprüngliche Strom, und eine Sperrschichtdiode hilft nicht. Die Spannung, die sich aus einem solchen Strom über den jetzt nahezu unendlichen Widerstand aufbaut, schädigt den Transistor in erster Linie (der Zener lässt den Strom vorbeifließen, sobald die Spannung ein bestimmtes Maximum erreicht hat). Dass der Transistor in einer solchen Konfiguration nach dem Ausschalten noch betriebsbereit ist, ist ein Pech.
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Die Induktivität verursacht eine Hochspannungsspitze, da dadurch der Strompfad unterbrochen wird. Der Strom wird versuchen, einen neuen Pfad zu finden, und bis er dies tut, erhöht er seine Spannung.Beste Alternative
Der linke Stromkreis ist der beste der beiden, er unterdrückt die Spannungsspitze an der Quelle. Wenn die Spannung an der Induktivität ansteigt, beginnt die Diode zu leiten, bis die gesamte Energie im Stromkreis verbraucht ist.
Die richtige Schaltung versucht, dasselbe zu tun, setzt jedoch eine Stromversorgung mit einem niederohmigen Pfad voraus. Dies ist nicht immer der Fall, und einige Spannungsregler möchten nicht, dass Rückstrom in ihren Ausgang eingespeist wird.Schlechte Alternative.
Die Zener- oder MOV-Alternative hat das gleiche Problem wie die richtige Schaltung. Sie basiert auf einem niederohmigen Pfad durch das Netzteil. Schlechte Alternative.
Ich persönlich mag 1N400x für diese Verwendung nicht, weil es ziemlich langsam ist. Für kleine Ströme (<100mA) bevorzuge ich einen 1N4148, der viel schneller ist. Für größere Ströme würde ich eine der verschiedenen Auswahlhilfen im Internet überprüfen.
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Sie möchten die Schaltung auf der linken Seite verwenden (unabhängig davon, ob Sie eine Standarddiode oder eine Diode + Zenerkombination verwenden), und zwar aus zwei Gründen:
Einige Stromversorgungen (fast alle linear geregelten liefert, tatsächlich) kann nicht sinken Strom, der die zweite Schaltung ihnen zu tun fragt. Wenn Sie versuchen, die Versorgung aufzufordern, zu sinken, wenn dies nicht möglich ist, steigt die Ausgangsspannung unkontrolliert an, wodurch die Versorgung und alles andere, was daran angeschlossen ist, möglicherweise beschädigt wird.
Auch wenn die Versorgung Strom aufnehmen kann, ist der linke Stromkreis immer noch überlegen, weil der Schleifenfläche für die dI / dt-Abschaltübergänge sehr viel kleiner gehalten wird, so dass sie nicht so viel EMI emittiert, als wenn sie bis zum Ende gehen würde die Stromversorgung und zurück. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie die Gegen-EMK auf einen signifikanten Wert begrenzen, da die resultierende EMK in diesem Fall größer ist.
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Die Gegen-EMK, die durch ein schnelles Abschalten des Spulenerregungsstroms entsteht, verursacht einen schnellen Zusammenbruch des Magnetfelds der Spule, wodurch ein Rückstrom induziert wird, der dem Strom gleich und entgegengesetzt ist, auf den die Spule geladen oder gesättigt war. Dieser negative Strom nimmt die Widerstandspfade, durch die sich eine negative Spannung ergibt.
Diese Gefahr für das Schaltelement wird am besten mit einer antiparallelen Freilaufdiode über der Spule schnell und entschlossen bewältigt.
Dies verringert die EMI-Strahlungsweglänge und vereinfacht die Analyse, indem das Problem zwischen der Spule und der Diode beibehalten wird. Dies allein vermeidet unnötige Sperrspannungs-Durchbruchsspannungen an der Verbindungsstelle des Ansteuertransistors sowie das Vermeiden einer ausgefallenen Zener-Auswahl, um zu versuchen, die Durchbruchsschwelle des Transistors anzupassen, oder die Sorge, die zwischen einer Spule und einem Zener entstehende Leistung zu verteilen abhängig von Schalteigenschaften, Einschaltdauer, Sättigungsstrom usw. usw.
Bei einer Freilaufdiode ist die einzige Leistung, um die Sie sich Sorgen machen müssen, die Verlustleistung, die sich aus dem maximalen Sättigungsstrom der Spule / des Kerns und dem Abfall der in Durchlassrichtung vorgespannten Diode ergibt. Zweitens wird die Spule, wenn sie durch Abschalten erwärmt wird, mindestens so stark erwärmt, typischerweise mehr, wenn sie erregt wird. Das Snubbing kann nicht mehr Energie verbrauchen als die Energie, die es im Laufe der Zeit verbraucht hat, als es mit Energie versorgt wurde.
Die Diode PIV kann nur im perversen Fall einer sehr hohen Versorgungsspannung und einer sehr langen, hochohmigen Spule von Bedeutung sein.
Wenn es überhaupt um die Verlustleistung in der Diode geht, kann auch das Tastverhältnis berücksichtigt werden, da hierdurch eine Wärmeableitung oder eine konstante Pd-Bewertung vermieden werden kann, die mindestens so hoch ist wie die berechnete maximale Pd.
Im Allgemeinen ist einfach schön; Zusätzliche Komplexitäten entstehen im Allgemeinen, wenn versucht wird, die Schaltverluste zu minimieren und die Komponenten so genau wie möglich anzupassen, um die teuerste Komponente in der Schaltschleife - im Allgemeinen den Schalter selbst - optimal zu nutzen und gleichzeitig die Kosten für alle anderen zu minimieren teure Komponenten im Schaltkreis und Aufrechterhaltung der EMV.
Eine detailliertere Snubber-Analyse ist im Allgemeinen eine DFM-Verfeinerung (Design for Manufacturing) zur Maximierung eines kostengünstigen Produkts in Massenproduktion, bei der die Zuverlässigkeit stets im Vordergrund steht, da das Wärmemanagement die Geschwindigkeit des langfristigen Ausfalls in Halbleiterbauelementen definiert.
Für das Prototyping bezieht die Freilaufdiode die geringste Anzahl von Begriffen in ihre Auswahl ein und ist der direkteste Ansatz.
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Die durch VCC dargestellte Kapazität bedeutet, dass die Kathode der Diode im linken Diagramm vom Wechselstrom-Standpunkt aus effektiv mit dem Emitter des Transistors verbunden ist. Es scheint daher, dass der Schutz in der linken und rechten Abbildung nur geringfügig voneinander abweicht. Herr Dorian Steinhaus.
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