Как выбрать обратный диод для реле?

Диод устанавливается параллельно катушке реле (с противоположной полярностью), чтобы предотвратить повреждение других компонентов при выключении реле.

Вот пример схемы, которую я нашел онлайн:

Я планирую использовать реле с напряжением катушки 5 В и номиналом контактов 10 А.

Как определить необходимые характеристики для диода, такие как напряжение, ток и время переключения?

Сначала определите ток катушки, когда катушка включена. Это ток, который будет течь через диод, когда катушка выключена. В вашем реле ток катушки отображается как 79,4 мА. Укажите диод для тока не менее 79,4 мА. В вашем случае текущий рейтинг 1N4001 намного превышает требование.

Номинальное обратное напряжение диода должно соответствовать напряжению, приложенному к катушке реле. Обычно дизайнер вкладывает много резерва в обратный рейтинг. Диод в вашем приложении, имеющий 50 вольт, будет более чем достаточным. Снова 1N4001 сделает работу.

Кроме того, 1N4007 (в единичных количествах покупки) стоит столько же, но имеет номинал 1000 вольт.

1. Требуемое напряжение - это номинальное напряжение катушки, поскольку именно это и будет применяться. Дайте ему коэффициент 2 для безопасности.

2. Текущее требование - это номинальный ток катушки.

3. Скорость, вероятно, не учитывается для катушек реле, так как они не включаются / выключаются очень часто, по сравнению, например, с ШИМ-приводом.

В вашем случае 1N4001, вероятно, будет работать нормально.

Все не всегда так просто, как кажется, хотя в случае реле это сильно зависит от приложения. Хотя диод обеспечивает безопасный путь разряда, который сохраняет переключающий транзистор и источник питания, он может вызвать некоторые проблемы в определенных приложениях. Реле замыкания могут образовывать небольшой сварной шов на контактах, и, поместив туда диод, вы по существу не позволяете реле открыться с полной силой. Это может привести к тому, что контакты будут «слипаться» немного дольше, и в целом это плохо для реле.

Уловка, которую я узнал несколько лет назад, чтобы предотвратить это, заключалась в последовательном включении стабилитрона (очевидно, в другом направлении) с обычным диодом, это позволяет вам контролировать максимальное напряжение и позволяет разряжать катушку реле в немного лучше. Я помню, что у некоторых производителей реле были довольно хорошие замечания по применению, последнее, что я видел, было от Tyco, но я не смог найти его снова, к сожалению.

Вопрос: Какой размер обратного диода мне нужен для индуктивной нагрузки?

Мой ответ: диоды обратного хода имеют размеры в зависимости от рассеиваемой мощности

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

P: мощность рассеивается в обратном диоде

I: постоянный ток, протекающий через индуктор (обратный диод не проводит)

R: сопротивление обратного диода в проводимости

Доказательство:

Диод обратного хода будет поддерживаться при постоянной температуре; Диоды имеют постоянное сопротивление в проводимости, когда поддерживается при постоянной температуре. (если температура меняется, сопротивление диодов тоже)

Теперь проводящий диод ведет себя как резистор, поэтому возникает вопрос: сколько энергии мне нужно, чтобы рассеять внутреннее сопротивление моего диода?

$T = L/R$

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

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

$P = ((1/2)L(I^2)R) / (5L)$ Здесь L отменяет и $P = 1/10(I^2)R$, Мы знаем, что R - это сопротивление диода в проводимости, а I - ток, протекающий через диод во время разряда. Но каков ток диода во время разряда?

Рассмотрим схему как таковую:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

R1 - внутреннее сопротивление L1, а R2 - наше зарядное сопротивление. D1 действует как обратный диод, а R3 - сопротивление D1 в проводимости.

Если переключатель замкнут и мы ждем вечно, через цепь протекает ток 10 мА, а индуктор накапливает энергию 50 мкДж (50 мкДж).

Используя теорию сохранения энергии:

Если переключатель разомкнут, индуктор меняет полярность, пытаясь поддерживать ток 10 мА. Обратный диод смещен в проводимость, и энергия 50 мкДж рассеивается через сопротивление диода в$5(L/R) = 500\mathrm{ms}$, Мощность, рассеиваемая в диоде, составляет 50 мкДж / 500 мс = 100 мкВт (100 мкВт).

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

Таким образом, чтобы ответить на последний вопрос: ток диода во время разряда можно считать равным току зарядки в установившемся режиме 10 мА при использовании уравнения: $P = 1/10(I^2)R$, Хотя ток во время индуктивного разряда фактически уменьшается в геометрической прогрессии и не является постоянным значением 10 мА, это упрощение позволит быстро рассчитать требуемую мощность диода в цепи, зная начальные условия.

Желаем удачи в ваших проектах и ​​никогда не используйте технологии в злых целях.