¿Cómo elegir un diodo flyback para un relé?

Se pone un diodo en paralelo con una bobina de relé (con polaridad opuesta) para evitar daños a otros componentes cuando se apaga el relé.

Aquí hay un ejemplo de esquema que encontré en línea:

Estoy planeando usar un relé con un voltaje de bobina de 5V y una clasificación de contacto de 10A.

¿Cómo determino las especificaciones requeridas para el diodo, como el voltaje, la corriente y el tiempo de conmutación?

Primero determine la corriente de la bobina cuando la bobina está encendida. Esta es la corriente que fluirá a través del diodo cuando se apaga la bobina. En su relé, la corriente de la bobina se muestra como 79.4 mA. Especifique un diodo para al menos 79,4 mA de corriente. En su caso, una calificación actual de 1N4001 supera con creces el requisito.

La clasificación de voltaje inverso del diodo debe ser al menos el voltaje aplicado a la bobina del relé. Normalmente, un diseñador pone mucha reserva en la calificación inversa. Un diodo en su aplicación que tenga 50 voltios sería más que adecuado. Una vez más, 1N4001 hará el trabajo.

Además, el 1N4007 (en cantidades de compra única) cuesta lo mismo pero tiene una clasificación de 1000 voltios.

1. El voltaje requerido es el voltaje nominal de la bobina, ya que eso es lo que se aplicará. Dale un factor de 2 por seguridad.

2. El requisito actual es la corriente nominal de la bobina.

3. La velocidad probablemente no sea una consideración para las bobinas de relé, ya que no se encienden / apagan muy a menudo, en comparación con, por ejemplo, un motor PWM.

En su caso, un 1N4001 probablemente funcionará bien.

Las cosas no siempre son tan simples como parecen, aunque en el caso de los relés depende mucho de la aplicación. Si bien el diodo proporciona una ruta de descarga segura que preserva el transistor de conmutación y la fuente de alimentación, puede causar algunos problemas en ciertas aplicaciones. Los relés en el cierre pueden formar una pequeña soldadura en los contactos, y al colocar el diodo allí se evita que el relé se abra con toda su fuerza. Esto puede hacer que los contactos se 'peguen' un poco más, y en general es malo para el relé.

Un truco que aprendí hace unos años para evitar que eso suceda fue colocar un diodo zener en serie (obviamente en diferente dirección) con el diodo regular, esto le permite controlar el voltaje máximo y permite que la bobina del relé se descargue en un Un poco mejor. Recuerdo que algunos fabricantes de relés tenían notas de aplicación bastante buenas sobre esto, la última que vi fue de Tyco, pero lamentablemente no pude encontrarla nuevamente.

Pregunta: ¿Qué tamaño de diodo de retorno necesito para mi carga inductiva?

Mi respuesta: los diodos de retorno están dimensionados en función de la disipación de energía

$P = 1/10(I^2)R$

P: potencia disipada en diodo de retorno

I: corriente de estado estable que fluye a través del inductor (diodo de retorno no conductor)

R: resistencia del diodo fly-back en conducción

Prueba:

El diodo de retorno se mantendrá a una temperatura constante; Los diodos tienen una resistencia constante en la conducción cuando se mantienen a una temperatura constante. (si la temperatura cambia, también lo hace la resistencia de los diodos)

Ahora el diodo conductor se comporta como una resistencia, por lo que la pregunta es: ¿Cuánta potencia necesito para disipar en la resistencia interna de mi diodo?

$T = L/R$

$E = (1/2)L(I^2)$$P = E/time$

$5(L/R)$$(1/2)L(I^2)$

$P = ((1/2)L(I^2)R) / (5L)$$P = 1/10(I^2)R$

Considere un circuito como tal:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

R1 es la resistencia interna de L1, y R2 es nuestra resistencia de carga. D1 funciona como el diodo de retorno y R3 es la resistencia de D1 en la conducción.

Si el interruptor está cerrado y esperamos para siempre, una corriente de 10 mA fluye a través del circuito, y el inductor almacena una energía de 50 μJ (50 microjulios).

Usando la teoría de la conservación de la energía:

$5(L/R) = 500\mathrm{ms}$

$(1/10) (10\mathrm{mA} ^2) (10\mathrm{ohms}) = 100\mathrm{\mu W}$

$P = 1/10(I^2)R$

La mejor de las suertes con sus diseños y nunca use la tecnología para propósitos malvados.