¿Qué es una carga inductiva sujeta?

Tiene una carga inductiva fija y lo que se conoce como inductivo la tensión de retroceso es lo que se está limitando.

Considere la corriente en el inductor con el transistor activado en algún momento \ $ t_0 \ $ con una corriente \ $ I_0 \ $.

Ahora apaga el transistor, recordando que no será instantáneo. La corriente pasará de \ $ I_0 \ $ a cero en algún momento \ $ t_x \ $.

Como la corriente está disminuyendo , tenemos un cambio en la corriente de \ $ - \ frac {\ delta I} {\ delta t} \ $ (lo que es realmente más preciso en este caso, suponiendo una tasa lineal de cambio de la corriente).

Al fusionar nuestra corriente con la ecuación estándar para la patada inductiva, el voltaje a través de este inductor es, por lo tanto, \ $ (-) (-) \ L \ frac {\ delta I} {\ delta t} \ $; este es un punto importante: la tensión en el colector del transistor (si no se sujeta) puede alcanzar enormes potenciales.

Si tomo una corriente de carga de un modesto 50 mA y un tiempo de conmutación de 20 nseg (para nada raro), con un inductor de 20μH, el voltaje del colector irá a 62V, dado por el golpe inductivo más el suministro de 12 V (y probablemente más, ya que la verdadera tasa de cambio instantánea puede ser más rápida en algún momento durante la caída actual).

Esto destruiría una parte de 40V; el diodo sujeta el colector a no más de Vcc + una caída de diodo (aproximadamente 12.7 V) y forma un bucle de corriente circulante para la corriente de desintegración cuando se apaga el interruptor.

Puede ser informativo ver el circuito de prueba para una carga inductiva sin bloqueo (a menudo especificada para MOSFETS):

Aquí,selograunaaccióndesujeciónmedianteel diodo de avalancha inherente dentro del MOSFET.

Imaginemos su circuito de ejemplo, excepto con el inductor reemplazado por una resistencia. Este es un circuito realmente simple: cuando el transistor está encendido, la corriente a través de él es dada por V = IR. Cuando el transistor está apagado, no fluye corriente.

Ahora, vuelva a agregar el inductor. Al inductor no le gusta que la corriente que fluye a través de él cambie: por muchos amperios que sea (0, 1 o 42), el inductor desea que permanezca así (debido al almacenamiento La energía como un campo magnético: tienes que 'cargar' el campo magnético para aumentar la corriente o 'descargar' para reducir la corriente). Se resiste a cumplir con V = IR.

Por lo tanto, en el circuito de ejemplo, cuando se enciende el transistor, tomará un tiempo para que la corriente alcance su valor completo. En la mayoría de los casos, realmente no te importa. El problema surge cuando se apaga el transistor: el inductor no quiere que el flujo de corriente se detenga y continúa cargando la carga en el transistor. La energía almacenada en el campo magnético en el inductor tiene que ir a alguna parte. Esto provoca un pico enorme de voltaje entre el inductor y el transistor que probablemente exceda la clasificación de voltaje del transistor y lo dañe.

Eso es lo que el diodo de sujeción debe evitar: evitará que el nodo entre el inductor y el transistor se eleve por encima del voltaje de la fuente de alimentación y dañe su transistor.

El transistor T1 hace que la corriente fluya desde la fuente de +12 VCC ya través del inductor. La corriente eventualmente se estabilizará en algún momento debido a la resistencia de CC del inductor.

Si la corriente en la base de T1 disminuye, T1 también detiene el flujo de corriente en el inductor. En este punto, el campo magnético se colapsa, lo que puede hacer que la tensión a través de la bobina se "invierta". Es decir, la corriente trataría y fluiría en la dirección opuesta. El diodo D1 se desvía hacia adelante y aparece como un circuito de impedancia muy baja para la corriente en el inductor. De esta manera, D1 "sujeta" el inductor.