¿Cuándo / por qué usaría un diodo Zener como diodo de volante (en la bobina de un relé)?

La corriente de la apertura del relé no entra en absoluto en el riel Vcc. Sigue el camino mostrado aquí:

Laenergíaalmacenadasedisipaenlacaídadeldiodoylaresistenciadelabobinadelrelé.

EnlaconfiguracióndeldiodoZener,laenergíaalmacenadasedisipaenelvoltajeZenertotaldeldiodo.V*Iesunapotenciamuchomayor,porloquelacorrientecaerámásrápidoyelrelépodríaabrirseunpocomásrápido:

Los MOV son diferentes a los Zeners, pero cumplen una función de circuito similar: absorben energía cuando el voltaje supera un cierto nivel. Se usan para protección contra sobretensiones, no para cosas de precisión como reguladores de voltaje.

La velocidad a la que se colapsará el campo magnético en un solenoide, electroimán o dispositivo similar cuando se elimina la alimentación será proporcional al voltaje que puede aparecer en todo el dispositivo. Si uno opera un solenoide de 12 voltios o un relé con un botón pulsador y sin protección contra retroceso, soltar el botón puede hacer que cientos o miles de voltios aparezcan a través de la bobina hasta que el campo se derrumbe; sin embargo, debido al gran voltaje en la bobina, el campo colapsaría casi instantáneamente.

Agregar un simple diodo de captura evitará que aparezca un voltaje significativo en el solenoide o relé cuando se libere. Sin embargo, también hará que la bobina permanezca magnetizada durante mucho más tiempo de lo que lo haría de otra manera. Si se necesitaran 5 ms para que el campo magnético en una bobina de relé alcance su fuerza total a 12 voltios, tomará aproximadamente 17 veces ese tiempo, (es decir, 85 ms) para que se disipe a través de un diodo de captura. En algunas situaciones, eso podría ser un problema. Agregar algunos otros circuitos para disminuir el voltaje puede permitir que la bobina se desenergice mucho más rápido.

Por cierto, si uno cambia muchos relés de 12V con frecuencia, esperaría que se pudiera ahorrar una buena cantidad de energía si los diodos de pinza cargan un límite y luego extraen energía de ese límite para algún otro propósito. No estoy seguro de si o dónde se hace, pero en algo parecido a una máquina de pinball parece que podría ser un concepto útil.

El diodo Zener normalmente iría en serie con el diodo de rueda libre, cátodo a cátodo (apuntando entre sí). Esto hace que la tensión se colapse más rápido y, por lo tanto, el campo de la bobina colapsará más rápido y, por lo tanto, el relé / solenoide se abrirá más rápido. En las fuentes de alimentación de modo conmutado (SMPS), esto también se conoce como un amortiguador Zener.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Vea también esta pregunta / respuesta: pregunta sobre el diodo zener

Aquí está an nota de la aplicación sobre el uso de diodos Zener + normales para proteger componentes y aún así desenergizar rápidamente. Muestra los valores de tiempo de caída y voltaje para varios métodos.

Algunas de estas respuestas están confundidas acerca de lo que sucede con un diodo simple. La energía se disipa principalmente en Rcoil, no en el diodo.

es que cuando se usa un diodo, la disipación es una caída exponencial de RL (como RC). Es exponencial lo que hace que tome mucho tiempo (especialmente porque la corriente de liberación puede ser solo del 20%). Con un zener es una caída lineal a cero.

Esto simula un relé real de sus valores de hoja de datos de R y L.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Notará que el tiempo de encendido (aumento actual) es más largo que el tiempo de apagado usando un diodo (L1, D1).

Esto es no correcto ya que la inductancia es mayor (0.74H) cuando la armadura del relé está cerrada (mejor circuito magnético) que cuando está abierta (0.49H). El tiempo real real (con 0.49H) y el tiempo de apagado con un diodo son casi iguales.

LascorrientesL2,L4soniguales,yaquehaylamismacaídaenamboscasos(yelmismoVdrainenelfeto.

ignoraesto

^{simular este circuito}