การใช้ Flyback หรือ Snubber diode ที่ถูกต้องกับมอเตอร์หรือทรานซิสเตอร์?

จากการดูแผนงานบางอย่างที่วาง flyback หรือ snubber diode ข้ามทรานซิสเตอร์ CE (การกำหนดค่าที่ถูกต้อง), แทนที่จะเป็นสิ่งที่ฉันเห็นโดยทั่วไปว่าเป็น flyback ที่วางข้ามขั้วขดลวด (การกำหนดค่าด้านซ้าย)

ข้อใดถูก "ถูกต้อง" หรือว่าแต่ละคนมีวัตถุประสงค์ที่แยกจากกัน?

ตามปกติแล้วไดโอดจะแสดงเป็นไดโอดภายนอกชนิด 1N400x (บน TIP120 ดาร์ลิงตัน) ไม่ใช่ไดโอดตัวภายในของ BJT หรือ Mosfet

หมายเหตุสุดท้ายฉันได้เห็นแผนงานสองสามอย่างที่มีทั้งไดโอดอันหนึ่งข้ามขดลวดและอีกอันหนึ่งข้ามขั้ว CE ฉันคิดว่ามีเพียงแค่ซ้ำซ้อนโดยไม่ส่งผลกระทบต่อวงจรในกรณีนั้นจริงหรือไม่

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

คำตอบของเมื่อไหร่ / ทำไมคุณจะใช้ Zener diode เป็น flywheel diode (บนคอยล์ของรีเลย์) สัมผัสกับสิ่งนี้เล็กน้อยโดยแสดง Diode ปกติในการกำหนดค่าด้านซ้ายด้านบนในขณะที่แสดง Zener Diode ในการกำหนดค่าที่เหมาะสม ไม่ได้บอกว่าสิ่งที่ตรงกันข้ามนั้นไม่เป็นความจริง ( หรือทำไม ) ดังนั้นในส่วนที่สองซีเนอร์สามารถทำงานได้ในการตั้งค่าด้านซ้าย ถ้าเป็นเช่นนั้นจะเปลี่ยนวิธีการทำงานอย่างไร

พิจารณาการทำงานของวงจร

เมื่อทรานซิสเตอร์อยู่ในกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวดจากบนลงล่างเนื่องจากวงจรถูกดึงเราตอนนี้ก็ปิดทรานซิสเตอร์ กระแสในขดลวดยังคงต้องการไหล

สำหรับวงจรด้านซ้ายกระแสนี้สามารถไหลกลับไปยัง Vcc ผ่านไดโอดแรงดันไฟฟ้าข้ามขดลวดกลับทิศทางและถูก จำกัด โดยไดโอดกระแสสามารถสลายให้เป็นศูนย์ได้อย่างปลอดภัย

สำหรับวงจรด้านขวาไดโอดจะไม่ช่วย กระแสที่ไหลในขดลวดจะบังคับให้แรงดันไฟฟ้าที่สะสมเพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่ทรานซิสเตอร์ (หรืออาจเป็นไดโอด) แตกตัวและเริ่มดำเนินการ ณ จุดนี้กระแสไฟฟ้าสามารถเริ่มลดลงในขดลวด แต่พลังงานในทรานซิสเตอร์ที่ชำรุด (หรือไดโอดมีโอกาสน้อยกว่า) จะมากเกินไปและอาจส่งผลให้ทรานซิสเตอร์ตาย หมายเหตุไดโอดซีเนอร์ที่นี่จะทำงานได้เพราะคุณอนุญาตให้แรงดันไฟฟ้าบนขดลวดย้อนกลับเพื่อให้กระแสไฟฟ้าสามารถสลายตัวเป็นศูนย์ในขณะที่ จำกัด แรงดันไฟฟ้าข้ามทรานซิสเตอร์เป็นค่าที่ปลอดภัย

ควรสังเกตว่าการอนุญาตให้แรงดันไฟฟ้าข้ามขดลวดย้อนกลับไปเป็นแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าหมายความว่ากระแสไฟฟ้าสามารถสลายตัวได้เร็วกว่าซึ่งเป็นสาเหตุที่บางครั้งคุณเห็นซีเนอร์ในวงจรด้านขวาหรือมากกว่าหนึ่งไดโอดในซีรีส์

ซีเนอร์สามารถทำงานได้ทั้งคู่ แต่ไดโอดจะไม่ทำงาน

ซีเนอร์

ทางด้านซ้ายมันจะทำหน้าที่เป็นไดโอด (โดยมีตัวจับการจ่าย .. ) ทางด้านขวามันจะปล่อยขดลวดอย่างรวดเร็ว (ถ้าจัดอันดับอย่างถูกต้อง - ทีวี)

ไดโอด

สำหรับด้านซ้ายมันจะเป็นชอปเปอร์ทั่วไปที่มีเส้นทางล้อฟรี ทางด้านขวาคุณมีทรานซิสเตอร์ที่ตายแล้ว

ไม่ได้หลังสามารถอาจจะถูกต้อง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในทิศทางเดียวกับที่กระแสดั้งเดิมทำและไดโอดแบบแยกทางกลับลำเอียงจะไม่ช่วย แรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจากกระแสดังกล่าวข้ามความต้านทานที่ไม่มีที่สิ้นสุดในขณะนี้คือสิ่งที่ทำให้ทรานซิสเตอร์เสียหายในตอนแรก (Zener ทำงานโดยอนุญาตให้กระแสไหลผ่านเมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงค่าสูงสุดที่กำหนด) ว่าทรานซิสเตอร์ยังคงทำงานหลังจากปิดสวิตช์ในการกำหนดค่าเป็นโชคใบ้

ตัวเหนี่ยวนำทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดเนื่องจากมันทำให้เส้นทางปัจจุบันถูกขัดจังหวะ กระแสไฟฟ้าจะพยายามหาเส้นทางใหม่และจนกว่ามันจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ทางเลือกที่ดีที่สุด

วงจรด้านซ้ายเป็นจุดที่ดีที่สุดของทั้งสองมันจะหยุดการจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด หากแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นไดโอดจะเริ่มดำเนินการจนกว่าพลังงานจะกระจายไปหมดในวงจร

วงจรด้านขวาพยายามทำสิ่งเดียวกัน แต่ต้องอาศัยแหล่งจ่ายไฟที่มีเส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำ นี่ไม่ใช่ความจริงเสมอไปและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าบางตัวไม่ชอบกระแสย้อนกลับที่จะป้อนเข้าสู่เอาต์พุต ทางเลือกที่ไม่ดี

ทางเลือกซีเนอร์หรือ MOV ได้รับความทุกข์ทรมานจากปัญหาเดียวกันกับวงจรที่ถูกต้องอาศัยเส้นทางความต้านทานต่ำผ่านแหล่งจ่ายไฟ ทางเลือกที่ไม่ดี

โดยส่วนตัวแล้วฉันไม่ชอบ 1N400x สำหรับการใช้งานนี้เพราะค่อนข้างช้า สำหรับกระแสเล็ก (<100mA) ฉันชอบ 1N4148 ซึ่งเร็วกว่ามาก สำหรับกระแสน้ำที่มีขนาดใหญ่ขึ้นฉันจะตรวจสอบหนึ่งในคู่มือการเลือกที่หลากหลายบนอินเทอร์เน็ต

คุณต้องการใช้วงจรด้านซ้าย (ไม่ว่าคุณจะใช้ไดโอดมาตรฐานหรือคอมโบไดโอด + ซีเนอร์) ด้วยเหตุผลสองประการ:

1. พาวเวอร์ซัพพลายบางตัว (ที่จริงแล้วอุปกรณ์จ่ายไฟที่ควบคุมเป็นเส้นตรงทั้งหมด) ไม่สามารถจมกระแสไฟฟ้าได้ซึ่งวงจรที่สองขอให้พวกเขาทำ หากคุณพยายามขอให้แหล่งจ่ายไฟจมเมื่อไม่สามารถทำได้แรงดันไฟขาออกจะเพิ่มขึ้นในแบบที่ไม่สามารถควบคุมได้ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับแหล่งจ่ายและสิ่งอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับมัน

2. แม้ว่าแหล่งจ่ายสามารถจมกระแสได้ แต่มือซ้ายยังคงดีกว่าเนื่องจากพื้นที่ลูปสำหรับ dI / dt ปิด transient นั้นเล็กกว่ามากทำให้ไม่ปล่อย EMI มากเท่าที่มันจะไป แหล่งจ่ายไฟและกลับ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งหากคุณยึด back-EMF ไว้ที่ค่าที่สำคัญเพราะ EMI ที่ได้จะมีขนาดใหญ่กว่าในกรณีนั้น

back-EMF ที่เกิดขึ้นจากการเปิดปิดอย่างรวดเร็วของขดลวดที่ให้พลังงานทำให้เกิดการยุบอย่างรวดเร็วของสนามแม่เหล็กของขดลวดจึงทำให้เกิดกระแสย้อนกลับที่เท่ากันและตรงข้ามกับขดลวดที่ประจุ กระแสเชิงลบนี้จะใช้เส้นทางต้านทานซึ่งจะส่งผลให้แรงดันลบ

อันตรายที่นำเสนอต่อองค์ประกอบการสลับนั้นจะจัดการได้อย่างรวดเร็วและเด็ดขาดด้วยไดโอดแบบป้องกันล้อเลื่อนแบบอิสระข้ามขดลวด

สิ่งนี้จะช่วยลดความยาวเส้นทางการแผ่รังสี EMI และลดความซับซ้อนของการวิเคราะห์โดยทำให้ปัญหาระหว่างขดลวดและไดโอด สิ่งนั้นหลีกเลี่ยงความเครียดที่เกิดจากแรงดันย้อนกลับที่ไม่จำเป็นบนชุมทางของทรานซิสเตอร์ขับรวมทั้งหลีกเลี่ยงการเลือกซีเนอร์แฟนซีเพื่อลองและตรงกับเกณฑ์การสลายของทรานซิสเตอร์หรือกังวลเกี่ยวกับการกระจายพลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างขดลวดและซีเนอร์ ขึ้นอยู่กับลักษณะการสลับวัฏจักรหน้าที่ความอิ่มตัวของกระแส ฯลฯ ฯลฯ

ด้วยไดโอดอิสระกำลังเดียวที่คุณต้องกังวลคือกำลังงานลดลงเนื่องจากกระแสอิ่มตัวสูงสุดของคอยล์ / คอร์นั้นคูณด้วยการลดลงของไดโอดแบบเอนไปข้างหน้า ประการที่สองถ้าคอยล์ร้อนขึ้นโดยการถูกสนูบเบดมันจะถูกทำให้ร้อนอย่างน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การดูแคลนไม่สามารถกระจายพลังงานได้มากกว่าพลังที่กระจายไปตลอดเวลาที่ได้รับพลังงาน

ไดโอด PIV นั้นมีความสำคัญในกรณีที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงมากและมีขดลวดที่มีความต้านทานสูงและยาวมาก

หากการกระจายพลังงานในไดโอดนั้นเป็นเรื่องที่น่ากังวลวงจรการปฏิบัติงานก็สามารถนำมาพิจารณาได้เนื่องจากอาจหลีกเลี่ยงการระบายความร้อนหรือการจัดอันดับ Pd คงที่อย่างน้อยสูงเท่ากับค่า Pd สูงสุดที่คำนวณได้

โดยทั่วไปแล้วความเรียบง่ายนั้นสวยงาม โดยทั่วไปจะเกิดความซับซ้อนของ snubber เพิ่มเติมเมื่อพยายามลดการสูญเสียการสลับและส่วนประกอบที่ตรงกันให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากส่วนประกอบที่แพงที่สุดใน switched loop - โดยทั่วไปแล้ว switch เอง - ในขณะที่ลดต้นทุนอื่น ๆ ทั้งหมด ส่วนประกอบที่มีราคาแพงในการวนรอบสวิตช์และการบำรุงรักษา EMC

การวิเคราะห์ snubber ที่มีรายละเอียดมากขึ้นนั้นโดยทั่วไปคือการปรับแต่ง DFM (การออกแบบเพื่อการผลิต) เพื่อเพิ่มผลิตภัณฑ์ที่ผลิตด้วยต้นทุนที่มีประสิทธิภาพสูงสุดซึ่งจะสร้างความน่าเชื่อถือในความสมดุลอย่างคงที่เนื่องจากการจัดการระบายความร้อน

สำหรับการสร้างต้นแบบไดโอดอิสระที่เกี่ยวข้องกับจำนวนข้อตกลงน้อยที่สุดในการเลือกและเป็นแนวทางที่ตรงที่สุด

ความจุที่นำเสนอผ่าน VCC หมายความว่าจากมุมมอง AC, แคโทดของไดโอดในไดอะแกรมมือซ้ายเชื่อมต่ออย่างมีประสิทธิภาพกับตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ ดังนั้นจะปรากฏว่ามีความแตกต่างกันเล็กน้อยในการป้องกันทั้งในมือซ้ายและมือขวาไดอะแกรม Mr Dorian Stonehouse