Правильное использование Flyback или Snubber диода через Мотор или Транзистор?

Из нескольких схем, где диод обратного хода или демпферный диод был размещен на клеммах CE транзистора (правая конфигурация), вместо того, что я обычно видел, как обратный контакт, размещенный на клеммах катушки (левая конфигурация).

Какие из них являются «правильными»? Или у каждого есть отдельная цель?

Как примечание, диоды обычно указываются как внешние диоды типа 1N400x (на дорогах TIP120), а не как внутренние диоды корпуса BJT или Mosfet.

Последнее замечание: я видел несколько схем, которые имеют оба диода, один на катушке, а другой на клеммах CE. Я полагаю, что это просто избыточно без реального влияния на схему в этом случае, это неправильное предположение?

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

Ответ на вопрос « Когда / почему вы использовали бы стабилитрон в качестве диода маховика (на катушке реле)? слегка коснемся этого, показывая обычный диод в приведенной выше конфигурации слева, а диод Зенера в правой конфигурации. Это не говорит о том, что обратное неверно ( или почему ). Итак, во-вторых , может ли стабилитрон работать в левой конфигурации, а обычный диод - в правильной конфигурации? Если так, как это меняет, как это работает?

Рассмотрим работу схемы.

Когда транзистор включен, ток течет по катушке сверху вниз при прохождении цепи, теперь мы отключаем транзистор. Ток в катушке все еще хочет течь.

Для схемы слева этот ток может теперь течь обратно к Vcc через диод, напряжение на катушке имеет обратное направление и ограничено диодом, ток может безопасно уменьшаться до нуля.

Для схемы справа диод не помогает. Ток, протекающий в катушке, заставит напряжение на коллекторе подняться до точки, где транзистор (или, возможно, диод) сломается и начнет проводить ток. В этот момент ток в катушке может начать затухать, но энергия разрушенного транзистора (или менее вероятного диода) будет чрезмерной и может привести к гибели транзисторов. Обратите внимание, что здесь используется стабилитрон, потому что вы позволяете инвертировать напряжение на катушке, чтобы ток мог уменьшиться до нуля, в то же время ограничивая напряжение на транзисторе безопасным значением.

Следует отметить, что разрешение напряжения на катушке вернуться к более высокому напряжению означает, что ток может затухать быстрее, поэтому иногда вы видите стабилитрон в правой цепи или несколько последовательных диодов в левой.

Стабилитрон может работать в обоих, но диод не будет

Стабилитрон

Слева он будет функционировать как диод (с некоторым ограничением питания ..) С правой стороны он будет быстро разряжать катушку (при правильной оценке - телевизоры).

Диод

Слева это будет обычный вертолет со свободным колесным путем. Право у вас есть мертвый транзистор

Последнее не может быть правильным. Индуцированный ток течет в том же направлении, что и первоначальный ток, и диод с обратным смещением не поможет. Напряжение, которое накапливается от такого тока через теперь почти бесконечное сопротивление, является тем, что в первую очередь повреждает транзистор (стабилитрон работает, позволяя току течь мимо, как только напряжение достигает заданного максимума). То, что транзистор все еще работает после отключения в такой конфигурации, - это немая удача.

Индуктор вызывает высокий пик напряжения, потому что путь тока прерывается. Ток будет пытаться найти новый путь, и пока он не найдет, он увеличивает свое напряжение. Лучшая альтернатива

Левая цепь - лучшая из двух, она подавляет скачок напряжения на источнике. Если напряжение на катушке индуктивности возрастает, диод начинает проводить ток, пока вся энергия не рассеется в цепи.

Правильная схема пытается сделать то же самое, но полагается на источник питания, имеющий путь с низким импедансом. Это не всегда так, и некоторые регуляторы напряжения не любят, чтобы на его выходе подавался обратный ток. Плохая альтернатива

Альтернатива стабилитрона или MOV страдает от той же проблемы, что и правая цепь, она зависит от пути низкого сопротивления через источник питания. Плохая альтернатива

Мне лично не нравится 1N400x для этого использования, потому что это довольно медленно. Для малых токов (<100 мА) я предпочитаю 1N4148, который намного быстрее. Для больших токов я бы проверил одно из различных руководств по выбору в Интернете.

Вы хотите использовать схему слева (используете ли вы стандартный диод или комбинацию диод + стабилитрон) по двум причинам:

1. Некоторые источники питания (фактически, почти все линейно регулируемые источники) не могут потреблять ток, что и просит вторая цепь. Если вы попытаетесь попросить источник погасить, когда это невозможно, выходное напряжение будет расти неконтролируемым образом, что может привести к повреждению источника и всего, что с ним связано.

2. Даже если источник питания может потреблять ток, левая цепь по-прежнему имеет превосходство, потому что область контура для переходного процесса с отключением dI / dt сохраняется намного меньше, что не позволяет ему излучать столько электромагнитных помех, сколько было бы, если бы оно дошло до блок питания и обратно. Это особенно важно, если вы зажимаете противо-ЭДС на значительном значении, потому что в этом случае результирующий EMI будет больше.

Противо-ЭДС, возникающая при быстром отключении тока возбуждения катушки, вызывает быстрый коллапс магнитного поля катушки, вызывая, таким образом, обратный ток, равный и противоположный току, который катушка заряжала или насыщала. Этот отрицательный ток пройдет по резистивным путям, по которым будет получено отрицательное напряжение.

Эту опасность, связанную с переключающим элементом, лучше всего быстро и решительно устранить с помощью параллельного, свободно вращающегося диода через катушку.

Это уменьшает длину пути излучения электромагнитных помех и упрощает анализ, сохраняя проблему между катушкой и диодом. Это само по себе позволяет избежать ненужных напряжений пробоя обратного напряжения на соединении управляющего транзистора, а также избегать необычного выбора стабилитрона, чтобы попытаться согласовать пороговое значение пробоя транзистора, или беспокоиться о распределении мощности, возникающей между катушкой и стабилитроном, и все это зависит от характеристик переключения, рабочего цикла, тока насыщения и т. д. и т. д.

При использовании свободно вращающегося диода единственная мощность, о которой вам нужно беспокоиться, это мощность, рассеиваемая с учетом максимального тока насыщения катушки / сердечника, умноженного на падение смещенного вперед диода. Во-вторых, если катушка будет нагреваться, будучи потертой, она будет нагреваться, по крайней мере, в той же степени, обычно больше, при ее подаче питания; ослабление не может рассеивать больше энергии, чем мощность, рассеиваемая за время его подачи.

Диод PIV может иметь значение только в извращенном случае очень высокого напряжения питания и очень длинной, очень резистивной катушки.

Если рассеяние мощности в диоде является проблемой вообще, рабочий цикл также может быть рассмотрен, так как это может избежать погружения в тепло или постоянного значения Pd, по крайней мере, столь же высокого, как рассчитанное максимальное значение Pd.

В общем, прост это красиво; обычно возникают дополнительные сложности при удалении при попытке минимизировать потери при коммутации и подбирать компоненты как можно ближе, чтобы получить максимальную отдачу от самого дорогого компонента в коммутируемом контуре - как правило, самого коммутатора - при минимизации затрат на все другие, менее дорогие компоненты в коммутируемом контуре и поддержание ЭМС.

Более подробный анализ демпфирования - это, как правило, уточнение DFM (проектирование для производства) для максимизации экономически эффективного продукта массового производства, которое неизменно ставит баланс на баланс, поскольку управление температурным режимом определяет скорость долговременного выхода из строя полупроводниковых устройств.

Для создания прототипа диод свободного хода включает в себя наименьшее количество членов в своем выборе и является наиболее прямым подходом.

Емкость, представленная через VCC, означает, что с точки зрения переменного тока катод диода на левой диаграмме эффективно подключен к эмиттеру транзистора. Следовательно, представляется, что существует небольшая разница в защите, обеспеченной как на левой, так и на правой диаграммах. Мистер Дориан Стоунхаус.