ไดโอดนี้เล่นบทบาทอะไร

ฉันเพิ่งซื้อชุด Arduino Uno และฉันจะผ่านโครงการทั้งหมดในหนังสือเล่มเล็กที่มาพร้อมกับชุด จากแม้แต่วงจร LED และวงจรตัวต้านทานที่ง่ายที่สุดเพื่อรับความรู้สึกสำหรับบอร์ด Arduino การทำขนมปังและการขจัดความรู้ทางอิเล็กทรอนิกส์ของฉันที่ไม่ได้ใช้มานานกว่า 30 ปี มันต้องปัดฝุ่นออก

หนึ่งในวงจรคือการสาธิตการสลับกำลังไฟโดยใช้มอเตอร์และทรานซิสเตอร์ NPN ฉันเข้าใจทุกแง่มุมของพื้นฐานที่สุดของ cuicuits ยกเว้นฟังก์ชันของไดโอดเท่าที่ฉันสามารถบอกได้ว่าไม่มีบทบาทในการทำงานของวงจร มันมีเหตุผลแน่นอนดังนั้นคำถามของฉันคือ: อะไรคือเหตุผล?

ไดโอดนี้จะทำการอัดแรงดันกลับของ EMF ใด ๆ ที่เกิดขึ้นเมื่อมอเตอร์ถูกปิด โดยทั่วไปเมื่อมีโหลดอุปนัยเช่นมอเตอร์หรือขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าของแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อคุณเปิดมันจะมีการปล่อยเริ่มต้นในปัจจุบันเนื่องจากบางส่วนของกระแสไฟฟ้าจะทำหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็กรอบขดลวด ในทางกลับกันเมื่อปิดเครื่องสนามแม่เหล็กที่ถูกสร้างขึ้นจะต้องกระจายไป เมื่อไม่มีไดโอด EMF กลับเข้าที่เส้นทางจะผ่าน BJT ซึ่งอาจสร้างความเสียหายได้อย่างแน่นอนหรือส่วนประกอบอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับวงจร

สำหรับขั้วของไดโอดเองเมื่อผ่านกระแสทางเดียวคุณจะสร้างสนามในทิศทางนั้น เมื่อคุณหยุดต้นกำเนิดสนามนั้นจะยุบกลับไปที่ตำแหน่ง "หยุดพัก" ซึ่งหมายความว่ากระแสจะไหลในอีกทางหนึ่งชั่วขณะ

โหลดเชิงรับ (ตัวเก็บประจุและอินดัคทีฟ) ทั้งหมดมีลักษณะ "การจัดเก็บ" ซึ่งต้องคำนึงถึงในการออกแบบโหลดตัวต้านทานนั้นเป็นข้อยกเว้น หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสมการปกครองวิกิพีเดียเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับการอ่านที่ดีลอง "The Art of Electronics" Horowitz and Hill ฉบับที่ 3

มอเตอร์นั้นเป็น INDUCTIVE LOAD

เนื่องจากกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ระบุว่าเวลาที่เปลี่ยนแปลง / ปัจจุบันสร้างสนามแม่เหล็กที่มีขนาดโดยตรงตามสัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำในช่วงเวลาหนึ่งและ (สมมาตรมากในฟิสิกส์) สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนทำให้เกิดไฟฟ้า สนาม (ความต่างของแรงดันไฟฟ้า) รอบ ๆ ตัวนำที่แสดงว่าเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่สร้างสนามแม่เหล็ก นี่เป็นเพราะกฎของ Lenz ซึ่งทำสูตรของฟาราเดย์สำหรับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าโดยที่แรงแม่เหล็กไฟฟ้า - แรงถูกสร้างขึ้นเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กเมื่อเวลาผ่านไป (ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของการไหลของกระแสไฟฟ้า

กฎของฟาราเดย์: back-EMF = (-1) dB / dt N โดยที่ back-EMF เป็นศักย์ไฟฟ้าตรงข้ามกับกระแสการไหลที่สร้างความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลง "-1" เป็นกฎของเลนซ์ "dB" คือการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก และ "dT" คือช่วงเวลาที่วัดค่าการเปลี่ยนแปลงและ N คือจำนวนขดลวดภายในสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง

มอเตอร์ของคุณมีการเหนี่ยวนำเนื่องจากมีขดลวดมากมาย เมื่อมันเริ่มต้นมันจะเพิ่มความเร็วอย่างช้าๆแทนที่จะเป็นความเร็วสูงสุดทันทีเนื่องจากกฎของ Lenz ทำให้ back-EMF ต้านทานการเปลี่ยนแปลงของการไหลของกระแสจนกระทั่งกระแสไม่เปลี่ยนแปลงและสูงสุด ขณะนี้มีพลังงานสะสมอยู่ในสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้อง เมื่อคุณปิดมอเตอร์มันจะยังคงหมุนและตอนนี้แทนที่จะเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานมันกำลังสร้างพลังงาน EMF ด้านหลังเดิมไหลไปยังแหล่งจ่าย แต่ตอนนี้เมื่อมอเตอร์ชะลอตัวเหนี่ยวนำจะต้านทานการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันและจะบังคับให้กระแสไหลไปข้างหน้าและเข้าไปในตัวสะสมของทรานซิสเตอร์

เนื่องจากกระแสคือการไหลของอิเล็กตรอนอิเล็กตรอนจึงต้องมาจากที่ไหนสักแห่ง ทรานซิสเตอร์ของคุณเชื่อมต่อมอเตอร์กับ GROUND ซึ่งเป็นแหล่งจัดหาอิเล็กตรอนในขั้นต้น อิเล็กตรอน "เคลื่อนที่" โดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำโดยสนามแม่เหล็กที่ยุบตัวจะรวมตัวกันที่ตัวเก็บทรานซิสเตอร์โดยไม่ต้องใช้ไดโอดและจะต้องมาจากแหล่งจ่ายไฟของคุณซึ่งไม่เป็นเช่นนั้น ด้วยไดโอดที่ให้เส้นทางการกลับสำหรับ EMF มันจะกระจายผ่านไดโอดและมอเตอร์หลังจากสองสามครั้งที่ลูปผ่าน

ดังนั้นไดรฟ์บินกลับช่วยให้เส้นทางสำหรับอิเล็กตรอนไหลรอบมอเตอร์และไม่เข้าสู่แหล่งจ่ายไฟหรือทรานซิสเตอร์ (ก่อให้เกิดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น) สร้างขึ้นโดยการเหนี่ยวนำตนเองในขดลวดมอเตอร์เมื่อปิดและเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันใน ปัจจุบันเป็นศูนย์