¿Por qué hay un diodo conectado en paralelo a una bobina de relé?

33

En la mayoría de los circuitos eléctricos con un relé, un diodo está conectado en paralelo a la bobina del relé. ¿Por qué? ¿Es siempre una buena práctica?

    
pregunta Apostle 18.02.2014 - 12:10

4 respuestas

32

Dado que un inductor (la bobina de relé) no puede cambiar su corriente instantáneamente, el diodo de retorno proporciona una ruta para la corriente cuando la bobina está apagada. De lo contrario, se producirá un pico de voltaje que causará la formación de arcos en los contactos del interruptor o posiblemente destruirá los transistores de conmutación.

  

¿Siempre es una buena práctica?

Por lo general, pero no siempre. Si la bobina del relé es accionada por CA, un diodo TVS bidireccional (o alguna otra pinza de voltaje ) y / o un amortiguador (serie RC) deben utilizarse. Un diodo no funcionaría en este caso, ya que actuaría como un cortocircuito durante el semiciclo negativo de la CA. (Consulte también Red Lion SNUB0000 para obtener información sobre la aplicación)

Para los relés controlados por CC, generalmente se usa un diodo, pero no siempre. Como señaló Andy aka, a veces se desea un voltaje más alto que el permitido por un diodo solo para un apagado más rápido del relé (u otros como solenoides, transformadores de retorno, etc.). En este caso, a veces se agrega un diodo TVS unidireccional en serie con el diodo de retorno, el ánodo conectado al ánodo (o el cátodo al cátodo). Se podría usar una resistencia en serie en lugar del diodo TVS, pero la tensión de sujeción es más determinista si se usa el diodo TVS.

Si se utiliza un MOSFET como elemento de conmutación, normalmente todavía necesita el diodo de retorno de retorno, ya que el diodo del cuerpo está en la dirección opuesta para hacer algo bueno. Una excepción a esto es un MOSFET que tiene "Calificación de Avalancha Repetitiva" (como IRFD220 ). Esto normalmente se dibuja con un símbolo de diodo Zener para el diodo del cuerpo. Estos MOSFET están diseñados para sujetar el voltaje a un nivel que pueden soportar, permitiendo un voltaje más alto para un apagado más rápido de la bobina. A veces, un diodo unidireccional externo de TVS (o zener) se coloca en paralelo con el MOSFET para el mismo propósito, o si el MOSFET no puede manejar la "Corriente de avalancha repetitiva" o "Energía de avalancha repetitiva", o si el voltaje de descomposición de la avalancha es más alto de lo deseado.

    
respondido por el Tut 18.02.2014 - 13:50
16
  

¿Siempre es una buena práctica?

Casi siempre es una buena práctica y es muy eficaz PERO, si necesita un relé que se desactive lo más rápido posible, existen métodos alternativos. La razón por la que es lento es porque cuando el circuito de la bobina del relé se abre, toda la energía almacenada en la bobina del relé fuerza una corriente a través del diodo del volante hasta que esa energía se "gasta".

El diodo actúa como un cortocircuito con una pequeña caída de voltaje hacia adelante y con la resistencia del relé (quizás 100 ohmios), demorará la desactivación del relé unos milisegundos adicionales. Esto no suele ser un problema, pero, si lo es, poner una resistencia en serie con el diodo significa que la energía se "gasta" significativamente más rápido.

El lado negativo es que su transistor de control tiene que "sufrir" un pulso de voltaje que es significativamente más que Vsupply + 0.7V - puede ser el doble del voltaje de suministro cuando se usa una resistencia pero, en la mayoría de los circuitos, encontrar un transistor que la clasificación adecuada no suele ser un problema.

    
respondido por el Andy aka 18.02.2014 - 12:41
12

Cuando la corriente a través de una bobina se apaga, la bobina (que es un inductor) intentará mantener la corriente. Cuando no hay una ruta para esta corriente, el voltaje a través de la bobina aumentará rápidamente, y la corriente encontrará una ruta, a través del aislamiento de un chip o transistor, destruyendo ese componente. El diodo proporciona una ruta para esta corriente, por lo que la energía almacenada en la bobina se puede disipar de forma segura.

Entonces, sí, es una buena idea proporcionar una ruta de descarga.

Un diodo paralelo a la bobina es probablemente la forma más utilizada, pero hay otras formas, como un amortiguador (R + C) o un diodo Zener a tierra. Una resistencia en serie con el diodo puede hacer que el relé se caiga más rápido.

    
respondido por el Wouter van Ooijen 18.02.2014 - 12:28
2

Cuando un relé electromecánico es desenergizado rápidamente por un mecánico interruptor o semiconductor, el campo magnético que colapsa produce un Tensión transitoria sustancial en su esfuerzo por dispersar la energía almacenada. y oponerse al cambio repentino del flujo de corriente. Un relé de 12VDC, por ejemplo, Puede generar un voltaje de 1,000 a 1,500 voltios durante el apagado. Por lo tanto, es una práctica común suprimir las bobinas de relé con componentes que limitan el pico de voltaje a un nivel mucho más pequeño al proporcionar una ruta de descarga para la energía magnética almacenada.

El uso de un diodo de rueda libre no siempre es la mejor práctica. Aquí hay algunos métodos de supresión:

  1. Un diodo supresor de transitorios bilateral
  2. Un diodo rectificador de polarización inversa en serie con un diodo Zener C. Un varistor de óxido de metal (MOV).
  3. Un diodo rectificador de polarización inversa en serie con una resistencia.
  4. Una resistencia, cuando las condiciones lo permiten, es a menudo la más supresión económica.
  5. Un diodo rectificador con polarización inversa.
  6. Un "amortiguador" de resistencia-condensador. En general, la menos económica. solución y ya no se considera una solución práctica.
  7. Una bobina de herida bifilar con el segundo devanado utilizado como el Dispositivo de supresión. Esto no es muy práctico ya que añade. importante costo y tamaño para el relé.

La técnica sugerida para la supresión de la bobina de relé es utilizar un diodo rectificador de polarización inversa y un diodo Zener en serie en paralelo con la bobina. Esto permite que el relé tenga una dinámica de liberación óptima y una buena vida de contacto.

    
respondido por el Rishab Jain 03.06.2016 - 11:27

Lea otras preguntas en las etiquetas