Khi nào / tại sao bạn sẽ sử dụng một diode Zener làm một diode bánh đà (trên cuộn dây của rơle)?

Tôi vừa mới tham gia vào hướng dẫn tại http://www.electronics-tutorials.ws/io/io_5.html , và trong cuộc thảo luận về điốt bánh đà, nó bao gồm câu này mà không cần giải thích thêm:

Cùng với việc sử dụng Điốt bánh đà để bảo vệ các thành phần bán dẫn, các thiết bị khác được sử dụng để bảo vệ bao gồm RC Snubber Networks, Metal Oxide Varistors hoặc MOV và Zener Diodes.

Tôi có thể thấy một mạng RC có thể cần thiết như thế nào nếu đó là một thiết bị lớn và do đó cuộn dây có thể quay trở lại dòng điện nhiều hơn bạn muốn tiêu tan thông qua một diode. (Vui lòng sửa lại cho tôi nếu đó không phải là lý do.)

Tôi không biết MOV là gì nên hiện tại tôi sẽ bỏ qua cái đó. :-)

Tôi đã đọc một chút về điốt Zener, nhưng tôi không hiểu tại sao điện áp đánh thủng ngược thấp hơn của chúng có thể được mong muốn ở đây?

Chỉnh sửa: Tôi cũng bối rối với sơ đồ sau từ hướng dẫn ở trên:

Điều này sẽ không có bất kỳ điện áp flyback và đổ nó vào mạng Vcc? Nó sẽ không phải là một ý tưởng tốt hơn để có cuộn dây rơle nằm giữa TR1 và mặt đất, và diode làm tiêu tan điện áp flyback xuống đất?

Dòng điện từ việc mở rơle hoàn toàn không đi vào đường ray Vcc. Nó đi theo con đường hiển thị ở đây:

Năng lượng lưu trữ bị tiêu tán trong sự sụt giảm diode và điện trở cuộn dây của rơle.

Trong cấu hình diode Zener, năng lượng lưu trữ bị tiêu tán trong điện áp Zener đầy đủ của diode. V * I có công suất cao hơn rất nhiều, vì vậy dòng điện sẽ giảm nhanh hơn và rơle có thể mở nhanh hơn một chút:

MOV khác với Zeners, nhưng hoàn thành chức năng mạch tương tự: Chúng hấp thụ năng lượng khi điện áp vượt quá một mức nhất định. Chúng được sử dụng để bảo vệ quá áp, không phải cho những thứ chính xác như bộ điều chỉnh điện áp.

Tốc độ từ trường sẽ sụp đổ trong một điện từ, nam châm điện hoặc thiết bị tương tự khi mất điện sẽ tỷ lệ thuận với điện áp được phép xuất hiện trên thiết bị. Nếu một người vận hành một điện từ hoặc rơle 12 volt có nút ấn và không có bảo vệ flyback, việc nhả nút có thể khiến hàng trăm hoặc hàng nghìn volt xuất hiện trên cuộn dây cho đến khi trường sụp đổ; do điện áp lớn trên cuộn dây, tuy nhiên, trường sẽ sụp đổ gần như ngay lập tức.

Thêm một diode bắt đơn giản sẽ ngăn bất kỳ điện áp đáng kể nào xuất hiện trên đế hoặc rơle khi nó được giải phóng. Tuy nhiên, nó cũng sẽ làm cho cuộn dây bị từ hóa lâu hơn nhiều so với cách khác. Nếu phải mất 5ms để từ trường trong cuộn dây rơle đạt được cường độ tối đa ở mức 12 volt, thì sẽ mất khoảng 17 lần thời gian đó, (tức là 85ms) để nó tiêu tan thông qua một diode bắt. Trong một số tình huống, đó có thể là một vấn đề. Thêm một số mạch khác để giảm điện áp có thể cho phép cuộn dây giảm năng lượng nhanh hơn nhiều.

BTW, nếu một người thường xuyên chuyển đổi nhiều rơle 12V, tôi hy vọng rằng người ta có thể tiết kiệm được một lượng năng lượng hợp lý bằng cách điốt kẹp sạc sạc một nắp và sau đó lấy năng lượng từ nắp đó cho mục đích khác. Tôi không chắc liệu nó đã được thực hiện hay chưa, nhưng trong một cái gì đó giống như một máy pinball, có vẻ như đó có thể là một khái niệm hữu ích.

Các diode zener thường sẽ đi nối tiếp với các diode tự do, cực âm đến cực âm (chỉ vào nhau). Điều này làm cho điện áp sụp đổ nhanh hơn và do đó trường cuộn dây sẽ sụp đổ nhanh hơn và do đó rơle / điện từ sẽ mở nhanh hơn. Trong chế độ cung cấp năng lượng chuyển đổi (SMPS), điều này còn được gọi là snubber zener.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Xem thêm câu hỏi / câu trả lời này: câu hỏi diode zener

Một số câu trả lời bị nhầm lẫn về những gì xảy ra với một diode đơn giản. Năng lượng bị tiêu tán chủ yếu ở Rcoil, không phải trong diode.

Điều quan trọng là khi sử dụng một diode, sự phân tán là sự phân rã theo cấp số nhân RL (như RC). Nó đang được cấp số nhân khiến nó mất nhiều thời gian (đặc biệt là vì hiện tại phát hành có thể chỉ là 20%). Với một zener, nó là một tuyến tính giảm xuống không.

Điều này mô phỏng một rơle thực từ các giá trị biểu dữ liệu của nó là R và L.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Bạn sẽ nhận thấy rằng thời gian BẬT (tăng hiện tại) dài hơn thời gian tắt sử dụng một diode (L1, D1).

Điều này không đúng vì độ tự cảm lớn hơn (0,74H) khi phần ứng rơle được đóng (mạch từ tốt hơn) mà khi mở (0,49H). Thời gian thực (với 0,49H) và thời gian tắt với một diode gần như giống nhau.

Các dòng L2, L4 là như nhau, vì có sự sụt giảm giống nhau trong cả hai trường hợp (và cùng một Vdrain trên thai nhi.

Bỏ qua điều này

^{mô phỏng mạch này}

Dưới đây là một lưu ý về ứng dụng về việc sử dụng điốt + Zener bình thường để bảo vệ các thành phần và vẫn giảm năng lượng nhanh chóng. Nó cho thấy thời gian phân rã và giá trị điện áp cho một số phương pháp.