¿Dónde agregar el diodo Flyback?

Normalmente, un diodo iría directamente a través del relé. Dado que uno de esos puntos no está disponible para usted, debe encontrar otra forma de limitar el voltaje en Q1 a niveles seguros. Hay dos soluciones comunes para esto:

1. Un amortiguador. Esta es una resistencia y un condensador en serie entre el colector de Q1 y tierra. Cuando Q1 se apaga, la corriente del relé instantáneo no cambiará. Esto luego todo fluirá a través de la resistencia y el condensador. La resistencia debe dimensionarse de modo que esta corriente sea mayor que la resistencia, además de que la tensión de la fuente de alimentación no exceda la capacidad de tensión del transistor. La corriente a través de la resistencia acumula voltaje inverso, lo que hará que la corriente del relé disminuya con el tiempo. Al mismo tiempo, la integral de esa corriente hace que se acumule voltaje en el capacitor. Debe asegurarse de que el capacitor sea lo suficientemente grande como para que el voltaje que se acumula más el voltaje de la fuente de alimentación no exceda la capacidad de voltaje del transistor.

2. Un zener o transorb. Este es un tipo de limitador de voltaje entre el colector de Q1 y tierra. Solo se conduce cuando la tensión del colector sube un margen por encima de la tensión de alimentación. Esto significa que no hace nada en la operación normal, pero conduce a dar a la corriente de la bobina de relé una ruta para que no cause un voltaje lo suficientemente alto como para dañar el transistor. La corriente máxima que debe poder manejar es la misma que la corriente de estado estable del relé. Es legítimo confiar parcialmente en la clasificación de corriente pico en lugar de la calificación de corriente constante del supresor de voltaje, ya que solo transporta esta corriente por un corto tiempo cada vez que se apaga el relé.

En un tema aparte, ¿realmente necesita el transistor adicional? De los valores de R3 y R1, no parece que Q1 esté recibiendo mucha corriente de base. Si es así, sería mejor tener la unidad de señal digital Q1 directamente. Eso lo invierte de lo que se muestra, pero como la señal está siendo producida por un microcontrolador, simplemente puede invertir la señal digital en el firmware.

Este circuito sería más simple y perdería menos voltaje en serie con el relé si Q1 se accionara directamente. Todo lo que necesita es Q1 y una resistencia de base única.

Si realmente necesita más unidad de corriente, entonces use un segundo transistor alimentado desde la misma fuente de alimentación que el micro en lugar de intentar tomar la energía desde el lado conmutado del relé.

Tal vez no exista la necesidad de un diodo de retorno de retorno si la salida del ULN2003A está sujeta a un voltaje razonable a través de la línea COM (como lo haría normalmente).

Cuando la tensión de salida excede la fuente de alimentación cuando el campo magnético se colapsa, la corriente fluirá a través de R2, R4 y el diodo de pinza en el ULN2003A causando que Q1 / Q2 se apague lo suficientemente lento como para que Q1 absorba la energía en la bobina del relé. . Si Q1 es lo suficientemente robusto, esto funcionará, pero si no lo es, Q1 podría ser destruido. Verifique el área de operación segura para asegurarse de que haya suficiente margen. Necesitará saber un poco sobre el relé que está cambiando y qué tan rápido decae la corriente, lo que puede determinar fácilmente con un osciloscopio.

Agregar un zener o TVS no ayudará con esto muy probablemente ya que el voltaje tendrá que ser más alto que el suministro y las tolerancias serán tales que la acción anterior tendrá lugar de todos modos, pero agregándolo no dañará nada que no se dañaría de todos modos (excepto quizás el costo de las piezas). Si por alguna razón el COM no estuviera conectado al ULN2003A, podría guardar los componentes. También puede usar un zener de pocos cientos de mW desde la base de Q2 al suelo.

Esto parece innecesariamente complejo. Si usa un transistor de potencia PNP (quizás con una resistencia de base pequeña) puede hacerlo todo sin otras partes (excepto posiblemente un Zener como se indica anteriormente). La caída de voltaje será mejor que su circuito pero aún más que el ULN2003A por otra caída de diodo.