Usando una resistencia grande en lugar de un diodo de retorno

5

En una conferencia de video, un profesor explica cómo prevenir un arco eléctrico causado por la operación de conmutación en un circuito RL. Aquí está la sección (alrededor de las 18:26) donde lo explica: enlace

Sé que se utiliza un diodo de retorno para este propósito:

... pero en su ejemplo, usa una resistencia muy grande para crear una ruta para la corriente inversa.

Mis preguntas son:

  1. Si se usa una resistencia muy grande, ¿no sería un problema si una conmutación continua es muy rápida en comparación con la constante de tiempo LR?

  2. Si se usa un diodo, ¿se quemaría el inductor si la corriente de retorno es demasiado alta? En casi todos los ejemplos, solo usan un diodo sin mencionar ninguna posibilidad al respecto.

pregunta user16307

5 respuestas

14

Debes tener en cuenta que el profesor en el video se está saltando algunas cosas. Tenga en cuenta que a los 22 minutos aproximadamente, escribe la ecuación para la corriente a través de la resistencia $$ i = I_0 e ^ {\ frac {R} {L} t} $$ pero convenientemente no logra evaluar $$ I_0 = iR $$ In En otras palabras, para su resistencia de 10.000 ohmios propuesta, una corriente de 1 amperio proporcionará un pico de voltaje de 10 kV.

El uso de una resistencia en lugar de un diodo es uno de esos intercambios entretenidos. Un diodo limitará el voltaje del interruptor a solo un poco sobre el voltaje de la fuente. Esto es extremadamente útil cuando el interruptor es un dispositivo de estado sólido como un MOSFET que absolutamente no puede manejar picos de kV. Por otro lado, el límite de voltaje restringe dI / dt, por lo que el diodo tarda mucho tiempo en descargar la corriente. Una resistencia permitirá voltajes de pulso mucho más altos, pero típicamente serán mucho más cortos. Entonces:

  

1-) Si se usa una resistencia muy grande, ¿no sería un problema si un   ¿La conmutación continua es muy rápida en comparación con la constante de tiempo LR?

Sí. No lo haces con reguladores de conmutación. El profesor se refería a velocidades de conmutación muy bajas, como la aplicación y la eliminación de energía de un circuito. Muy antigua escuela.

  

2-) Si se usa un diodo, ¿se quemaría el inductor si la df posterior   la corriente es demasiado alta? En casi todos los ejemplos solo usan un diodo   sin mencionar ninguna posibilidad sobre esto.

No. El "back emf current" es simplemente el valor de la corriente que existía cuando se abrió el conmutador. El diodo necesita un tamaño adecuado, sin embargo, debe ser capaz de transportar la corriente que llevaba el inductor.

    
respondido por el WhatRoughBeast
3

Esta es una adición a lo que otros han dicho, no es una respuesta completa por sí sola:

Una "característica" de usar la resistencia es que puede disipar la energía almacenada más rápidamente que el diodo.

Pérdida de diodo inicialmente = Vf_diode x Inicial mientras que
Pérdida inicial del resistor = I ^ 2_inicial x R.
Para una caída de más de aproximadamente 1 voltio, la tasa de disipación de energía de la resistencia comienza más alta y por encima de unos pocos voltios, es mayor o mucho más alto en general.

En algunos casos, esto es importante, por ejemplo, los tiempos de liberación del relé están "limitados" por un diodo y pueden extenderse adversamente. Un compromiso es una resistencia en serie con un diodo, por lo que la disipación es mayor / más rápida, Vmax se puede diseñar y la corriente de retorno se bloquea en el estado de encendido.

respondido por el Russell McMahon
1

V = IR. Esto es algo que no puedes evitar.

Con el interruptor cerrado de manera que el inductor se está cargando o se ha cargado, una resistencia paralela también proporcionará una ruta de "fuga". Si la R es lo suficientemente grande, esto podría no ser una preocupación.

Pero cuando abres el interruptor, el inductor querrá mantener la corriente fluyendo y ahora el camino es a través de la resistencia: V = IR y, por lo tanto, la tensión a través del inductor aumentará para satisfacer esto.

Es posible que pueda tolerar esto en cuyo caso ... Seguro y es un balance entre las pérdidas debidas a la ruta de fuga y el voltaje resultante para mantener el flujo de corriente.

O simplemente puedes usar un diodo

    
respondido por el JonRB
0

En general, el uso de una resistencia sola para la supresión del retorno de retroceso está mal visto debido al conflicto entre hacer que la resistencia sea grande (para evitar una excesiva disipación del estado de equilibrio cuando la bobina está siendo accionada) y hacer que la resistencia sea pequeña (para limitar la tensión de retorno de EMF de manera significativa en oposición a la inutilidad de la resistencia de 10kOhm dada en la pregunta). Una red de protección más práctica no basada en diodos utiliza un condensador en serie con la resistencia, lo que permite utilizar una pequeña resistencia (por ejemplo, del orden de 30-100 ohmios en lugar de 10k ohmios) sin disipar ninguna potencia en la resistencia en condiciones de estado estacionario.

    
respondido por el ThreePhaseEel
0

Ese profesor está hablando de su a ... No hay corriente a través de la resistencia cuando el interruptor está cerrado, y la resistencia tomará la corriente cuando esté abierta.

Bueno, la primera afirmación es simplemente tonta, y la segunda es correcta, pero no menciona el tamaño de la tensión en esa resistencia. Digamos que la corriente a través de la bobina es de 100 mA, la resistencia es de 1 kOhm, luego la tensión a través de la resistencia tendrá un pico de 100 V cuando se abre el interruptor, lo que significa que la resistencia tiene que disipar 10 W. Eso es costoso componente en comparación con un diodo.

Es posible que desee utilizar una resistencia de purga en serie con un diodo de retorno, pero solo para acelerar la disipación de la potencia almacenada en la bobina, es decir. para hacer un interruptor de relé más rápido. Pero esa es otra historia.

    
respondido por el Peter R.

Lea otras preguntas en las etiquetas