Flyback ไดโอดปัญหาและดึงและปัญหาปัจจุบันในวงจรรีเลย์นี้

แม้ว่านี่อาจเป็นคำถามพื้นฐาน แต่ฉันยังคงดิ้นรนกับมัน ในแผนผังนี้ไดโอดซีเนอร์สองตัว D1 และ D2 เชื่อมต่อกลับไปกลับข้ามขดลวดรีเลย์ L1 BVds = -30V สำหรับไตรมาส 1 ฉันสามารถใช้ตัว zener 15V (Vz = 15V) สำหรับ D1 และ D2 แทนที่จะเป็น 5.1 V z ได้หรือไม่ ขดลวดรีเลย์หรือหน้าสัมผัสอาจได้รับความเสียหายในระหว่างการเปิดปิดรีเลย์หรือไม่? ถ้าจำเป็นฉันใช้รีเลย์นี้ (5V ขดลวดมาตรฐาน DC)

นอกจากนี้เพื่อลดการใช้ขดลวดรีเลย์สถานะคงที่ฉันต้องการใช้ RC ckt ที่แสดงไว้ในแผนผัง ทันทีที่เปิดเครื่อง Q1 ตัวเก็บประจุที่ไม่ชาร์จประจุจะปรากฏเป็นช่วงสั้น ๆ ชั่วคราวทำให้กระแสไฟฟ้าสูงสุดไหลผ่านขดลวดรีเลย์และปิดหน้าสัมผัสรีเลย์โดยไม่ต้องพูดไร้สาระ อย่างไรก็ตามเมื่อตัวเก็บประจุชาร์จประจุแรงดันและกระแสผ่านขดลวดรีเลย์จะลดลง วงจรมีสถานะคงที่เมื่อตัวเก็บประจุได้ประจุจนถึงจุดที่กระแสทั้งหมดผ่านขดลวดรีเลย์เคลื่อนผ่าน R1 หน้าสัมผัสจะยังคงปิดอยู่จนกว่าแรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์จะถูกลบออก

ซึ่งเป็นสถานที่ที่ดีที่สุดในการวาง RC ckt นี้ - ส่วนทำเครื่องหมาย 'A' หรือ 'B' ในแผนผัง มันจะสร้างความแตกต่างหรือไม่? มาตรา B ดูเหมือนจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับฉันเมื่อปิด Q1 ตัวเก็บประจุ C1 สามารถปล่อยผ่าน R1 ผ่านพื้นดิน C1 จะปล่อยอย่างไรเมื่อฉันวาง RC ckt ที่ส่วน A ฉันทำอะไรบางอย่างหายไปหรือเปล่า การวาง RC ckt นี้มีผลข้างเคียงหรือไม่? ทางออกที่ดีกว่า?

โปรดแก้ไขให้ฉันด้วยหากฉันทำผิดหรือขาดหายไป

อัปเดต 1วันที่ 2012-07-09:

พูดในแผนภาพข้างต้นฉันมีคอยล์ 6V DC Standard (ดูแผ่นข้อมูลด้านบน) รีเลย์ 48.5 โอห์ม และรับ C1 = 10uF พูด สมมติว่า R1C1 ckt อยู่ที่ส่วน A ในแผนผังด้านบน แหล่งจ่ายไฟอยู่ที่ + 5V

สำหรับการลดลงของ 3V (แรงดันไฟฟ้าโฮลด์) ข้ามขดลวดรีเลย์กระแสจะต้องมีประมาณ 62mA ผ่านขดลวด ดังนั้นปล่อยข้าม R1 ที่ steady state คือ 2V สำหรับกระแส 62mA ผ่านขดลวดรีเลย์ที่สถานะคงที่ R1 จะต้องเป็น 32.33 โอห์ม

และประจุบน C1 คือ 2V x 10uF = 20uC ที่สถานะคงที่

ตอนนี้ในนี้แผ่นข้อมูลที่เวลาทำงานจะได้รับจะเป็นกรณีที่เลวร้ายที่สุด 15ms จากข้อมูลข้างต้นเรามี RC = 48.5ohm x 10uF = 0.485 ms ดังนั้นทันทีที่เปิด Q1 แล้ว C1 จะถูกชาร์จจนเกือบเต็มใน 2.425 มิลลิวินาที

ตอนนี้ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าระยะเวลา 2.425 มิลลิวินาทีนั้นเพียงพอสำหรับการถ่ายทอดเพื่อให้ผู้ติดต่อปิด

ในทำนองเดียวกันทันทีที่ Q1 ถูกปิดเนื่องจากมีการสร้าง back emf และถูกจับยึดไว้ที่ 3.3V โดย zener D2 (Vz = 3.3V) บวกกับ diode D1 ที่ลดลง 0.7V แรงดันไฟฟ้าข้าม C1 จะเป็น -2V + (-3.3 V - 0.7V) = -2V แต่ค่าใช้จ่ายสำหรับ C1 ยังคงเป็น 20uC เนื่องจากความจุมีค่าคงที่ดังนั้นการชาร์จจึงต้องลดลงเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าข้าม C1 ลดลงจาก + 2V ถึง -2V ทันทีหลังจากปิด Q1
มันเป็นการละเมิด Q = CV ใช่ไหม

ณ จุดนี้กระแสที่ไหลผ่านขดลวดรีเลย์เนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าสำรองจะเป็น 62mA ในทิศทางเดียวกับก่อนที่จะปิดเครื่อง Q1

กระแส 62mA นี้จะประจุหรือคลาย C1 หรือไม่? แรงดันไฟฟ้าข้าม C1 คือ 6V ทันทีที่ Q1 ถูกปิดใช่ไหม ฉันไม่เข้าใจว่ากระแสจะไหล b / w R1, C1, D1, D2 และขดลวดรีเลย์ได้ทันทีที่ Q1 ถูกปิด

ใครบางคนสามารถแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับปัญหาเหล่านี้ได้หรือไม่?

UPDATE2เมื่อวันที่ 2012-07-14:

"กระแสในตัวเหนี่ยวนำจะไม่เปลี่ยนทันที" - ในขณะที่มี flyback diode D1 ( พูด, D1 ไม่ใช่ zener แต่สัญญาณขนาดเล็กหรือ schottky diodeและ zener D2 ถูกลบในแผนผังด้านบน) ทันทีที่ Q1 ปิดอยู่หรือไม่แม้จะมีขัดขวางในปัจจุบัน (ไม่แม้แต่สำหรับบาง usecs)?

ฉันกำลังถาม becoz นี้หากมีสไปค์ปัจจุบันแล้วจำนวนของกระแสไฟฟ้าที่จะไหลระหว่างสไปค์นี้ (พูด> 500mA ในกรณีนี้) อาจทำให้ไดโอด flyback เสียหายหากฉันเลือกไดโอดที่มีคะแนนสูงสุดไปข้างหน้าสูงสุดในปัจจุบัน ประมาณ 200mA หรือมากกว่านั้นเท่านั้น

62mA เป็นปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดรีเลย์เมื่อเปิด Q1 ดังนั้นกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดรีเลย์จะไม่เกิน 62mA - แม้สักครู่ (พูดสำหรับบาง usecs) หลังจากไตรมาสที่ 1 ปิด

คุณสามารถวาง RC ได้ที่ด้าน B หรือด้าน A เมื่อส่วนประกอบถูกจัดเรียงตามลำดับลำดับของมันไม่สำคัญต่อการทำงาน

เกี่ยวกับไดโอด เมื่อคุณปิดรีเลย์มันจะทำให้เกิดแรงดันลบ (อาจใหญ่) บนท่อระบายน้ำของ FET และไดโอด flyback จะใช้เพื่อ จำกัด แรงดันไฟฟ้านั้นให้ลดลงที่ 0.7 V ไดโอด ดังนั้นไดโอดจึงไม่ทำหน้าที่ปกป้องขดลวด แต่เป็น FET การใช้ zeners จะช่วยให้แรงดันไฟฟ้านี้ไปที่ -5.7 V หรือ -15.7 V หากคุณต้องการใช้ zeners 15 V ไม่มีเหตุผลที่จะรับความเสี่ยงที่นี่แม้ว่า FET สามารถจัดการ -30 V ดังนั้นฉันจะใช้วงจรเรียงกระแสหรือไดโอดสัญญาณหรือดีกว่าไดโอด Schottky

แก้ไขความคิดเห็นของคุณอีกครั้ง
คุณสามารถใช้ zener (รวมกับไดโอดทั่วไป D1 ไม่จำเป็นต้องเป็น zener) เพื่อลดเวลาปิดเครื่องและ Tyco ยังกล่าวถึงในบันทึกย่อของแอปพลิเคชันนี้แต่ฉันไม่อ่าน มันราวกับว่าพวกเขายืนยันกับมัน ภาพขอบเขตในลิงค์แรกแสดงการลดลงอย่างมากของเวลาปิดเครื่อง แต่นั่นเป็นการวัดเวลาระหว่างการปิดการถ่ายทอดและการเปิดครั้งแรกของผู้ติดต่อไม่ใช่เวลาระหว่างการเปิดครั้งแรกและการกลับสู่ตำแหน่งที่เหลือซึ่งจะ เปลี่ยนน้อยกว่ามาก

แก้ไขรีถ่ายทอด 6 V และวงจร RC
อย่างที่ฉันบอกในคำตอบนี้คุณสามารถใช้งานรีเลย์ด้านล่างแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าทำงานเป็น 4.2 V สามารถใช้รีเลย์รุ่น 6 V ได้ที่ 5 V หาก คุณใช้ตัวต้านทานแบบอนุกรมไม่สูงกว่า 9 Ωคุณจะได้ 4.2 V แล้วคุณไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุ (คอยดูความอดทนสำหรับ 5 V!) ถ้าคุณต้องการที่จะลดลงคุณจะด้วยตัวคุณเอง; แผ่นข้อมูลไม่ให้แรงดันไฟฟ้าค้างไว้ แต่สมมุติว่านี่คือ 3 V จากนั้นคุณสามารถใช้ตัวต้านทานแบบอนุกรมที่ 32 Ωและคุณจะต้องใช้ตัวเก็บประจุเพื่อให้รีเลย์ทำงาน

เวลาใช้งานสูงสุด 15 ms (ซึ่งยาว) ดังนั้นเมื่อตัวเก็บประจุชาร์จแรงดันไฟฟ้ารีเลย์ไม่ควรต่ำกว่า 4.2 V จนถึง 15 ms หลังจากเปิดสวิตช์

ตอนนี้เราต้องคำนวณเวลา RC สำหรับสิ่งนั้น R คือความต้านทานขดลวดของรีเลย์และความต้านทานแบบอนุกรม แล้วก็

$3 V + 2 V \cdot e^{\dfrac{- 0.015 ms}{19.3 \Omega \text{ C}}} = 4.2 V$

$\text{C}$

$\times$

62 mA จะไม่ชาร์จหรือคายประจุ เรามักจะใช้กฎปัจจุบันของ Kirchhoff (KCL) กับโหนด แต่มันก็ใช้กับภูมิภาค:

วาดขอบเขตรอบ C1 และ R1 และคุณจะเห็นว่ามีเพียงเส้นทางเดียวสู่โลกภายนอกเนื่องจากทาง FET ถูกตัดออก เนื่องจากกระแสรวมจะต้องมีค่าศูนย์จึงไม่มีกระแสใด ๆ ผ่านการเชื่อมต่อที่ไม่ซ้ำกันนั้น คอยล์จะต้องดูแล 62 mA ด้วยตัวเองและทำเช่นนั้นโดยใช้ลูปที่เกิดขึ้นโดย zeners

รีเลย์อาจถูกจำลองเป็นตัวเหนี่ยวนำที่มีความต้านทานอนุกรมที่สำคัญ เมื่อกระแสไฟฟ้าในตัวเหนี่ยวนำถึงระดับหนึ่งผู้ติดต่อจะถูก 'เข้ามา' เมื่อกระแสไฟตกต่ำกว่าระดับต่ำกว่าระดับหนึ่งผู้ติดต่อจะถูกปล่อยออกมา

เหตุผลที่ต้องการไดโอดฟลายแบ็กคือตัวเหนี่ยวนำทำงานเพื่อใช้การเปรียบเทียบเชิงกลในฐานะ "มวลของเหลวที่เคลื่อนที่ได้" มันเป็นไปไม่ได้ที่มวลกายเคลื่อนไหวจะหยุดทันทีและปริมาณของแรงที่เกิดขึ้นจากมวลเคลื่อนไหวเมื่อมันกระทบกับบางสิ่งนั้นเป็นสัดส่วนกับความเร่งที่สิ่งนั้นพยายามที่จะบอกกับมวลดังนั้นด้วยตัวเหนี่ยวนำ กระแสไฟฟ้าในตัวเหนี่ยวนำจะไม่เปลี่ยนแปลงทันที แต่จะเปลี่ยนในอัตราตามสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้า ในทางกลับกันแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเหนี่ยวนำจะเป็นสัดส่วนกับอัตราที่แรงภายนอกพยายามเปลี่ยนอัตราที่กระแสไหลผ่าน อุปกรณ์ที่พยายามหยุดกระแสทันทีในตัวเหนี่ยวนำจะไม่จัดการเพื่อหยุดทันที

ฟังก์ชั่นของ flyback diode คือการให้กระแสในตัวเหนี่ยวนำพร้อมเส้นทางอื่นนอกเหนือจากทรานซิสเตอร์ กระแสไฟฟ้าจะต้องไหลต่อไปที่ไหนสักแห่งอย่างน้อยก็ซักพักนึงและไดโอด flyback จะให้เส้นทางที่ปลอดภัย ข้อ จำกัด เพียงข้อเดียวที่มีไดโอดแบ็คแบ็คอย่างง่ายคือมันอาจทำให้กระแสไหลผ่านได้ดีเกินไป อัตราที่กระแสในตัวเหนี่ยวนำจะลดลงเป็นสัดส่วนกับแรงดันตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำ (ซึ่งรวมถึงแรงดันตกในความต้านทานอนุกรมโดยนัย) แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าในตัวเหนี่ยวนำยิ่งใช้พลังงานในการตกมากขึ้น การเพิ่มซีเนอร์ไดโอดเป็นอนุกรมด้วยฟลายแบ็คไดโอดจะเพิ่มอัตราการไหลของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำซึ่งจะลดเวลาก่อนที่รีเลย์จะปิด