Al ver algunos esquemas en los que el diodo flyback o snubber se ha colocado a través de los terminales CE del transistor (Configuración derecha), en lugar de lo que generalmente veo como el flyback se coloca a través de los terminales de la bobina (Configuración izquierda).
¿Cuáles de estos son "correctos"? ¿O cada uno tiene un propósito separado?
Como nota, los diodos normalmente se enumeran como diodos externos de tipo 1N400x (en TIP120 Darlingtons), no el diodo interno del cuerpo del BJT o Mosfet.
Nota final, he visto algunos esquemas que tienen ambos diodos, uno a través de la bobina y otro a través de los terminales CE. Supongo que uno es redundante sin afectar realmente el circuito en ese caso, ¿es una suposición incorrecta?
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
La respuesta a ¿ Cuándo / por qué usaría un diodo Zener como diodo de volante (en la bobina de un relé)? toca esto ligeramente, mostrando un diodo regular en la configuración superior izquierda, mientras que muestra un diodo Zener en la configuración correcta. No dice que lo contrario no es cierto ( o por qué ) Entonces, como segunda parte , ¿puede un Zener trabajar en la configuración izquierda y un diodo regular en la configuración correcta? Si es así, ¿cómo cambia cómo funciona?
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Respuestas:
Considere la operación del circuito.
Cuando el transistor está encendido, la corriente fluye en la bobina de arriba a abajo a medida que se dibuja el circuito, ahora apagamos el transistor. La corriente en la bobina todavía quiere fluir.
Para el circuito de la izquierda, esta corriente ahora puede regresar a Vcc a través del diodo, el voltaje a través de la bobina ha invertido la dirección y está limitado por el diodo, la corriente puede decaer a cero de manera segura.
Para el circuito de la derecha, el diodo no ayuda. La corriente que fluye en la bobina forzará el voltaje en el colector a elevarse hasta el punto donde el transistor (o posiblemente el diodo) se descompone y comienza a conducir. En este punto, la corriente puede comenzar a decaer en la bobina, pero la energía en el transistor averiado (o el diodo menos probable) será excesiva y bien puede provocar la muerte del transistor. Tenga en cuenta que un diodo zener aquí funcionará porque permite que el voltaje en la bobina se invierta para que la corriente pueda decaer a cero mientras limita el voltaje a través del transistor a un valor seguro.
Cabe señalar que permitir que el voltaje a través de la bobina se invierta a un voltaje más alto significa que la corriente puede decaer más rápidamente, por lo que a veces se ve un zener en el circuito de la derecha o más de un diodo en serie en el izquierdo.
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Un zener puede funcionar en ambos, pero un diodo no
Un zener
Para la izquierda, solo funcionaría un diodo (con algo de sujeción de suministro ...) Para la derecha, descargará rápidamente la bobina (si está clasificada correctamente - televisores)
Un diodo
Para la izquierda, será un helicóptero normal con una trayectoria de rueda libre. Por el derecho tienes un transistor muerto
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Esto último no puede ser correcto. La corriente inducida fluye en la misma dirección que la corriente original, y un diodo de unión con polarización inversa no ayudará. El voltaje que se acumula a partir de esa corriente a través de la resistencia ahora casi infinita es lo que daña el transistor en primer lugar (el Zener funciona permitiendo que la corriente pase una vez que el voltaje alcanza un máximo dado). Que el transistor siga funcionando después de desconectarse en tal configuración es una suerte.
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El inductor está causando un pico de alto voltaje porque se interrumpe la ruta de corriente. La corriente intentará encontrar un nuevo camino y hasta que lo haga, aumentará su voltaje. Mejor alternativa
El circuito izquierdo es el mejor de los dos, suprime el pico de voltaje en la fuente. Si el voltaje a través del inductor aumenta, el diodo comienza a conducir hasta que toda la energía se disipe en el circuito.
El circuito correcto intenta hacer lo mismo, pero depende de que la fuente de alimentación tenga una ruta de baja impedancia. Esto no siempre es cierto y a algunos reguladores de voltaje no les gusta que la corriente inversa se alimente a su salida. Mala alternativa
La alternativa zener o MOV sufre el mismo problema que el circuito correcto, se basa en una ruta de baja impedancia a través de la fuente de alimentación. Mala alternativa
Personalmente, no me gusta el 1N400x para este uso porque es bastante lento. Para corrientes pequeñas (<100mA) prefiero un 1N4148 que es mucho más rápido. Para corrientes más grandes, consultaría una de las diversas guías de selección en Internet.
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Desea usar el circuito de la izquierda (ya sea que esté usando un diodo estándar o un combo de diodo + Zener) por dos razones:
Algunas fuentes de alimentación (casi todas las fuentes lineales reguladas, en realidad) no pueden absorber la corriente, lo que el segundo circuito les pide que hagan. Si intenta pedir que el suministro se hunda cuando no puede, el voltaje de salida aumentará de manera incontrolada, lo que podría dañar el suministro y cualquier otra cosa conectada a él.
Incluso si el suministro puede absorber corriente, el circuito de la izquierda sigue siendo superior porque el área de bucle para el transitorio de apagado dI / dt se mantiene mucho más pequeña, evitando que emita tanta EMI como lo haría si llegara a La fuente de alimentación y la espalda. Esto es especialmente importante si está sujetando el EMF posterior a un valor significativo porque el EMI resultante será mayor en ese caso.
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El retroceso EMF provocado por un apagado rápido de la corriente de energización de la bobina provoca un colapso rápido del campo magnético de la bobina, lo que induce una corriente inversa igual y opuesta a la corriente a la que la bobina se había cargado o saturado. Esta corriente negativa tomará las rutas resistivas a través de las cuales resultará un voltaje negativo.
El peligro que se presenta al elemento de conmutación se trata mejor de manera rápida y decisiva con un diodo antiparalelo y de rueda libre a través de la bobina.
Esto reduce la longitud del trayecto de radiación EMI y simplifica el análisis al mantener el problema entre la bobina y el diodo. Eso por sí solo evita cualquier tensión innecesaria de ruptura de voltaje inverso en la unión del transistor de accionamiento, así como evita la selección elegante de Zener para tratar de igualar el umbral de ruptura del transistor, o preocuparse por distribuir la potencia incurrida entre una bobina y un Zener, todo esto dependiendo de las características de conmutación, ciclo de trabajo, corriente de saturación, etc., etc.
Con un diodo de rueda libre, la única potencia de la que debe preocuparse es la potencia disipada dada la corriente de saturación máxima de la bobina / núcleo multiplicada por la caída del diodo polarizado hacia adelante. En segundo lugar, si la bobina se va a calentar al ser apagada, se calentará al menos la misma cantidad, típicamente más al ser energizada; el desaire no puede disipar más energía que el poder que disipó a lo largo del tiempo que fue energizado.
El diodo PIV solo puede importar en el caso perverso de un voltaje de suministro muy alto y una bobina muy larga y altamente resistiva.
Si la disipación de potencia en el diodo es una preocupación, también se puede considerar el ciclo de trabajo, ya que eso puede evitar el disipador de calor o una clasificación de Pd constante al menos tan alta como el Pd máximo calculado.
En general, lo simple es bello; Generalmente se incurre en complejidades adicionales de amortiguación cuando se trata de minimizar las pérdidas de conmutación y hacer coincidir los componentes lo más estrechamente posible para aprovechar al máximo el componente más costoso en el circuito conmutado, generalmente el conmutador en sí mismo, mientras se minimiza el costo de todos los demás, menos componentes caros en el circuito conmutado y mantenimiento de EMC.
Un análisis de amortiguación más detallado es generalmente un refinamiento DFM (diseño para fabricación) para maximizar un producto rentable y producido en masa, que invariablemente pone la fiabilidad en la balanza, ya que la gestión térmica define la tasa de descomposición a largo plazo en dispositivos semiconductores.
Para la creación de prototipos, el diodo de rueda libre implica el menor número de términos en su selección, y es el enfoque más directo.
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La capacitancia presentada a través de VCC significa que desde un punto de vista de CA, el cátodo del diodo en el diagrama de la izquierda está efectivamente conectado al emisor del transistor. Parece, por lo tanto, que hay poca diferencia en la protección provista en los diagramas de la mano izquierda y derecha. Sr. Dorian Stonehouse.
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