Для чего ставят диод параллельно катушке, обмотке реле в цепи постоянного тока, в чем смысл.
На электронных схемах, где стоит электромагнитное реле, можно заметить, что параллельно его катушке припаян диод. Этот диод подсоединяется к обмотке обратным подключением. То есть, плюс диода (он же анод) будет лежать на минусе источника питания схемы, а минус диода (он же катод), будет находится на плюсе питания. Как известно, при таком способе подключения диода к питанию полупроводник находится в закрытом состоянии, он через себя не проводит электрический ток. Тогда возникает вопрос, а зачем он тогда нужен, если он работает как обычный диэлектрик?
А дело всё в том, что любая катушка, намотанная обычный образом (провод мотается в одном направлении) имеет помимо электрического сопротивления и индуктивность. Вокруг катушки при прохождении постоянного тока образуется электромагнитное поле. А в момент снятия напряжения с катушки, та энергия, которая была аккумулирована в этом электромагнитном поле резко преобразуется опять в электрическую. При этом на концах катушки появляется высоких разностный потенциал. То есть, проще говоря, в момент отключения от катушки питания на ней образуется кратковременный электрический всплески напряжения. Причем, этот всплеск ЭДС (электродвижущей силы) может в несколько раз превышать напряжение питания, которое ранее было подано на обмотку.
Такие скачки увеличенного напряжения, которые образуются на различных катушках, в том числе и на обмотке реле, способны негативно влиять на чувствительные элементы электронной схемы. Например, этот скачок легко может создать электрический пробой различных маломощных транзисторов, микросхем и т.д. Либо же это кратковременное увеличение напряжения может в момент процессов переключения реле вводить в электронную схему различные искажения, погрешности, плохо влиять на измерительные узлы и т.д. Одним словом явление возникновения подобных импульсов увеличенного напряжения – это плохо для любой электронной схемы.
А как же обычный диод может защитить от таких вот ЭДС скачков? Дело в том, что генерация ЭДС индукции имеет противоположную полярность, относительно подаваемого напряжения питания на катушку. Вначале мы на один конец катушки реле подавали плюс, а на второй – минус. При снятии напряжения питания с катушки полюса изменятся. Где был плюс, появится минус, а где был минус, появится плюс. Если наш защитный диод при одной полярности, когда идет питание катушки, находится в закрытом состоянии, работая как диэлектрик, то при другой полярности он уже будет переходить в открытое состояние. Другими словами говоря, при нормальной работе реле диод не будет себя проявлять как функциональный элемент, а при возникновении ЭДС индукции на катушки реле он сразу же станет проводником и замкнет этот импульс увеличенного напряжения на себе.
Может возникнуть вопрос. Если диод берет (замыкает) всю энергию ЭДС индукции катушки реле на себя, то не выйдет ли он от этого из строя (не сгорит ли)? Дело в том что у обычных катушек реле не столь большая энергия, что аккумулируется на ней в виде электромагнитного поля. Эта энергия имеет импульсный, одноразовый характер. Причем, при ЭДС индукции опасно именно увеличенное напряжение (относительно напряжения питания), токи же в этом импульсе достаточно малы. Задача диода нейтрализовать именно импульс увеличенного напряжения. Да и самый обычный, распространенный диод, такой как 1N4007 способен выдерживать обратное напряжение аж до 1000 вольт и прямой ток до 1 ампера (ток импульса намного меньше).
А какие диоды нужно ставить параллельно катушке реле, чтобы защитить электронную схему от подобный скачков напряжения ЭДС индукции? Как я только что уже сказал, энергия обычного маломощного реле (да и средней мощности) не такая уж и большая. Опасен именно сам увеличенный по напряжению импульс. Если питание катушки было, например, 12 вольт постоянного тока, то этот импульс может быть в несколько раз больше (ну пусть до 150 вольт, не больше). Токи, которые могут быть при этом импульсе могут иметь величину единицы и десятки миллиампер. На ток влияет диаметр провода, и его длина в катушке. Чем тоньше диаметр, и чем больше намотка, тем меньше ток. С напряжением наоборот. Чем больше витков в катушке, тем выше напряжение будет при ЭДС индукции.
Если не вдаваться в расчеты, то поставив на катушку обычного маломощного реле кремниевые диоды типа 1N4007 вы не ошибетесь. Их вполне хватит, чтобы надежно защитить электронную схему от подобный ЭДС импульсов, возникающих из-за переключающихся процессов.
P.S. Порой встречаются схемы (например электронная нагрузка), где в цепи мощных транзисторов стоят низкоомные резисторы. Эти резисторы на малое сопротивление иногда наматываются своими руками. Так вот если их мотать обычным образом (витки всего провода имеют одно направление) то это самодельное сопротивление будет обладать и активным сопротивлением и индуктивностью, которая также будет создавать эти ЭДС импульсы увеличенного напряжения. Но такие самодельные резисторы можно мотать и другим образом. Обмоточный провод складываем вдвое, его концы припаиваем на корпус обычного резистора, а сам сдвоенный провод одновременно наматываем на каркас резистора. В этом случае этот резистор будет иметь только активное сопротивление, индукция у него будет нулевая, что исключить возникновения ЭДС импульса. Дело в том, что электромагнитное поле провода одного направления будет компенсироваться полем другого провода, имеющего обратное направление.
Принцип работы защитных диодов
Защитный диод — это полупроводниковый ограничитель, который позволяет защитить аппаратуру от сбоев из-за скачков напряжения в сети. Разберемся, как работает защитный диод.
Устройство защитного диода
Защитный диод, ограничительный стабилитрон, предохранитель или супрессор, — доступный, быстродействующий и надежный элемент, позволяющий значительно снизить убытки, которые провоцируют поломки техники вследствие сетевого перенапряжения, например, во время грозы, из-за колебаний тока, при неисправностях системы питания.
Конструкция представляет собой германиевые или кремниевые пластины с металлическим слоем, к которому прикрепляются электроды. Устройство имеет корпус из металла, пластика или керамики.
Пластины защитного диода имеют разные характеристики проводимости электрического тока. За счет этого возникает эффект обратимого лавинного пробоя: при повышении напряжения возникает ударная ионизация электронов, образуются электронно-дырочные пары и обратный ток растет. Это вызывает нормирование электрического импульса, избыточное напряжение заземляется.
Какие бывают супрессоры
Защитные диоды по принципу работы делятся на две большие группы:
- симметричные, или двунаправленные, обозначаемые маркировкой С, СА, VD1 и VD2, — используются в двухполярных сетях с переменным током;
- несимметричные, или однонаправленные (VD3), — применяются в однополярных сетях с постоянным током, имеют особенности подключения: анод — с минусом, катод — с плюсом.
Также для подбора защитных диодов под параметры оборудования важны следующие технические характеристики:
- максимальная мощность, которую ограничивает диод;
- максимальный электроимпульс, который может нейтрализовать супрессор;
- предельное напряжение, при котором начинается реакция пробоя;
- скорость реакции на импульс.
Помимо типа напряжения в сети (постоянное или переменное), номинального напряжения в предохраняемой от сбоев цепи, импульсного максимума стабилитрона, важно уточнить еще несколько характеристик. Один из первостепенных моментов — величина обратного напряжения, обозначаемого Uобр или VRWM, которое обязательно должно быть выше напряжения сети, чтобы предотвратить нефункциональное срабатывание диода. Также нужно обратить внимание на диапазон рабочих температур и способ установки предохранителя — поверхностное или в специально предназначенный паз.
При выборе защитных диодов из нашего большого ассортимента различных диодов можно проконсультироваться с нашими специалистами, чтобы точно подобрать оборудование по характеристикам линии — для этого свяжитесь с нами по телефону.
Как установить защитный диод по питанию
| Текущее время: Пн фев 05, 2024 07:48:31 |
Часовой пояс: UTC + 3 часа
Запрошенной темы не существует.
Часовой пояс: UTC + 3 часа
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y
Работоспособность сайта проверена в браузерах:
IE8.0, Opera 9.0, Netscape Navigator 7.0, Mozilla Firefox 5.0
Адаптирован для работы при разрешениях экрана от 1280х1024 и выше.
При меньших разрешениях возможно появление горизонтальной прокрутки.
По всем вопросам обращайтесь к Коту: kot@radiokot.ru
©2005-2024
Решено: Защитный диод при управлении индуктивной нагрузкой
Подскажите, делаю универсальное устройство для коммутации 12В в автомобиле на irf9310. Поскольку подключаемая нагрузка может быть любой, нужно добавлять защиту от обратного тока.
Вопрос простой: просто диод в обратном направлении ставить или последовательно ему добавить резистор чтоб ограничить ток КЗ?
Получив тут немного больше информации, обратился к нейронке chatGPT и получил исчерпывающий ответ.
1. Диод нужен
2. Нужен диод с быстрым временем восстановления и запасом в 2-3 раза по току и напряжению
3. Для обеспечения запаса по току, можно использовать несколько одинаковых диодов параллельно. В этом случае рекомендуется использовать радиатор достаточной площади для охлаждения всех диодов.
Оставлю тут для тех, кто возможно нагуглит эту запись и задаётся таким же вопросом:
Помучил его еще расспросами касаемо конкретных моделей диодов и получил то что мне полностью подходит:
