Почему диод подключен параллельно к катушке реле?

В большинстве электрических цепей с реле диод подключается параллельно катушке реле. Зачем? Это всегда хорошая практика?

Поскольку катушка индуктивности (катушка реле) не может мгновенно изменять свой ток, обратный диод обеспечивает путь для тока, когда катушка выключена. В противном случае произойдет скачок напряжения, что приведет к искрению контактов переключателя или, возможно, к разрушению переключающих транзисторов.

Это всегда хорошая практика?

Обычно, но не всегда. Если катушка реле приводится в действие переменным током, необходимо использовать двунаправленный TVS-диод (или какой-либо другой зажим напряжения) и / или демпфер (серия RC). Диод не будет работать в этом случае, поскольку он будет действовать как короткое замыкание во время отрицательного полупериода переменного тока. (См. Также Red Lion SNUB0000 для информации о применении)

Для реле с постоянным током обычно используется диод, но не всегда. Как заметил Энди, иногда для более быстрого выключения реле требуется более высокое напряжение, чем то, которое допускается одним диодом (или другим, таким как соленоиды, трансформаторы с обратной связью и т. Д.). В этом случае однонаправленный TVS-диод иногда добавляется последовательно с обратным диодом, подключенным анодом к аноду (или катодом к катоду). Последовательный резистор может использоваться вместо TVS-диода, но напряжение зажима является более детерминированным, если используется TVS-диод.

Если в качестве переключающего элемента используется полевой МОП-транзистор, обычно вам все еще нужен диод обратного хода, поскольку диод корпуса направлен в противоположную сторону, чтобы сделать что-то хорошее. Исключением является МОП-транзистор с номиналом "повторяющаяся лавина" (например, IRFD220 ). Обычно это обозначается символом стабилитрона для диода корпуса. Эти полевые МОП-транзисторы предназначены для ограничения напряжения на уровне, который они могут выдержать, что позволяет повысить напряжение для более быстрого отключения катушки. Иногда внешний однонаправленный TVS-диод (или стабилитрон) размещается параллельно с MOSFET для той же цели, или если MOSFET не может обрабатывать «ток повторяющейся лавины» или «энергию повторяющейся лавины», или если напряжение пробоя лавины выше, чем хотелось бы.

Это всегда хорошая практика?

Это почти всегда хорошая практика, и она очень эффективна, НО, если вам нужно реле, которое отключается как можно быстрее, то есть альтернативные методы. Причина в том, что он медленный, потому что, когда цепь к катушке реле размыкается, вся энергия, накопленная в катушке реле, протекает через диод маховика до тех пор, пока эта энергия не будет «потрачена».

Диод действует как короткое замыкание с небольшим прямым падением напряжения и с сопротивлением реле (возможно, 100 Ом), это задержит отключение реле на несколько дополнительных миллисекунд. Обычно это не проблема, но если это так, то если последовательно подключить резистор с диодом, то энергия будет «расходоваться» значительно быстрее.

Недостатком является то, что ваш управляющий транзистор должен «переносить» импульс напряжения, который значительно больше, чем Vsupply + 0,7 В - это может быть вдвое больше напряжения питания при использовании резистора, но в большинстве цепей найти транзистор, который может быть адекватно Оценка обычно не является проблемой.

Когда ток через катушку отключается, катушка (будучи индуктором) будет пытаться поддерживать ток. Когда нет пути для этого тока, напряжение на катушке будет быстро расти, и ток найдет путь, прямо через изоляцию микросхемы или транзистора, разрушая этот компонент. Диод обеспечивает путь для этого тока, поэтому энергия, запасенная в катушке, может безопасно рассеиваться.

Так что да, это хорошая идея, чтобы обеспечить путь разряда.

Диод, параллельный катушке, вероятно, является наиболее часто используемым способом, но есть и другие способы, такие как демпфер (R + C) или стабилитрон на землю. Сопротивление, включенное последовательно с диодом, может ускорить падение реле.

Когда электромеханическое реле быстро обесточивается с помощью механического переключателя или полупроводника, коллапсирующее магнитное поле создает значительный переходный процесс напряжения в его усилиях по рассеиванию накопленной энергии и противодействию внезапному изменению тока. Например, реле 12 В постоянного тока может генерировать напряжение от 1000 до 1500 вольт при выключении. Поэтому обычной практикой является подавление катушек реле с компонентами, которые ограничивают пиковое напряжение до гораздо меньшего уровня, обеспечивая путь разряда для накопленной магнитной энергии.

Использование только диода свободного хода не всегда является лучшей практикой. Вот несколько методов подавления:

1. Двухсторонний переходный подавляющий диод
2. Выпрямительный диод с обратным смещением последовательно с стабилитроном C. Металлооксидный варистор (MOV).
3. Выпрямительный диод с обратным смещением последовательно с резистором.
4. Резистор, когда условия позволяют его использование, часто является наиболее экономичным подавлением.
5. Диод выпрямителя с обратным смещением.
6. Резистор-конденсатор "демпфер". Как правило, наименее экономичное решение и больше не считается практическим решением.
7. Намотанная бифилярная катушка со второй обмоткой используется в качестве устройства подавления. Это не очень практично, поскольку увеличивает стоимость и размер реле.

Предложенный метод подавления релейной катушки состоит в том, чтобы использовать обратный смещенный выпрямительный диод и последовательный стабилитрон параллельно с катушкой. Это позволяет реле иметь оптимальную динамику расцепления и хороший срок службы контактов.

Всякий раз, когда ток, протекающий через катушку провода, останавливается, возникает скачок напряжения. Этот всплеск возникает в результате коллапса магнитного поля вокруг катушки. Движение поля по катушке вызывает очень скачок напряжения, который может повредить электронные компоненты. Это когда зажимной диод вступает в игру. При установке C-диода параллельно с катушкой создается электрон для обхода в течение времени, когда цепь разомкнута или ток через катушку останавливается.