diodo Zener para solenoide

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Soy nuevo en electrónica y este es un tema antiguo pero aún así. Comencé un nuevo proyecto Arduino en el que controlo 4 válvulas solenoides de forma independiente a través del módulo de relé Arduino 4 chanel 5 V. Desde el principio puse un diodo de retorno en cada solenoide para eliminar el EMF (1N4002). Todo funciona bien, pero cuando acelero el ciclo las cosas se complican (necesito una velocidad de aproximadamente 30 Hz). La bobina del solenoide no puede descargar correctamente tan rápidamente (tiene retraso). Leí algunos foros y encontré una solución: diode+zener.

¿Qué tipo de diodo zener debo usar y cómo montarlo correctamente (cualquier pieza adicional)?

También tengo miedo de sobrecalentamiento debido a la corriente bastante alta. ¿Cómo puedo evitarlo?

Mis válvulas son: 48 VAC, 3.8 VA y 24 VDC, 3.1 W.

    
pregunta Klleo

2 respuestas

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El primer lugar es pensar qué hace un inductor (el solenoide): se opone a cualquier cambio de corriente, haciendo lo que sea necesario para mantener la corriente fluyendo, en la misma A y en la misma dirección. En los circuitos de abajo, a medida que el interruptor se abre, el voltaje subirá, por encima de V +, hasta que la corriente sea forzada a fluir (a través del componente del absorbedor o por chispas o rompiendo el transistor del interruptor).

Lo segundo es que un inductor tiene una cantidad fija de energía almacenada en él (1/2 L.I ^ 2) que está disponible para alimentar el retorno. (o calentar el zener)

Por lo tanto, la corriente de retorno es nunca mayor que la corriente de encendido del solenoide. (3.1W / 24V = 130mA)

La corriente de retorno fluirá hasta que la energía se disipe como calor en el diodo / zener / inductor-R. La corriente inicial se fija en Ion, por lo que la potencia disipada en el diodo es mucho mayor a un voltaje Zener de 30 V que a un voltaje de diodo de 1 V: por lo tanto, la energía se disipa mucho más rápido y la corriente se detiene mucho más rápido.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Entonces, L1 tiene un diodo simple, y la corriente seguirá fluyendo durante el tiempo máximo, ya que Vdiode es 1V.

L2 tiene diodo + Zener. Esto es bueno porque el zener puede tener cualquier voltaje que desee, la tensión de alimentación nunca pasa a través del zener. Entonces, podría decir: tengo un zener de 1.3W, el máximo de 130 mA fluirá, así que usaré un zener de 10V y nunca lo sobrecalentaré. O un zener de 400mW 3.3V. Incluso con un zener de 3.3V, será 4 veces más rápido que un diodo. (El inconveniente - un D2 extra)

L2b está usando una resistencia en lugar del zener. El valor debe coincidir con la corriente del solenoide específico. (de @OlinLathrop)

L3 Solo usa un zener. Pero el Zener V tiene que ser mayor que el máximo V + posible, incluidas todas las tolerancias. Así que quizás sea un zener de 39V. La potencia máxima será de 39Vx0.13A = 5W. Probablemente está bien para un zener de 1.3W ya que es momentáneo, pero realmente necesitas observar cuidadosamente la energía total del pulso. Probablemente sea malo para un generador de 400 mW.

L4 disipa la energía en M4 al girar D5, aún debe ser de 39V. Este enfoque funciona a medida que la energía del inductor aumenta.

Si el circuito fuera perfecto, el voltaje a través del interruptor aumentaría instantáneamente de 0V a Vclamp (25-60V), generando un pulso de RF de EMI, en su caso de un solenoide, con buenos cables largos de antena. En la práctica, el tiempo de aumento se establece por las diversas capacitancias parásitas a través de la bobina, el diodo, el interruptor, etc. Sin embargo, a menudo es deseable diseñar para que el interruptor disminuya la velocidad y reduzca el tiempo de aumento. La capacidad de la compuerta R1 + de M1 ralentiza la conmutación hacia abajo. (También protege su micro cuando M1 falla por perforaciones en la compuerta de drenaje)

    
respondido por el Henry Crun
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Primero, los diodos 1N400x son para rectificar la potencia de baja frecuencia, como 50 o 60 Hz. No están bien adaptados para ser diodos de retorno.

Si desea desactivar el relé más rápido, coloque una resistencia en serie con un diodo adecuado. Usted sabe la corriente de relé en el apagado. Tamaño de la resistencia para que se acerque pero no exceda el voltaje inverso que puede manejar con la corriente total del relé a través de él.

    
respondido por el Olin Lathrop

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