Обратный диод также называют диодом свободного хода. Его также называют многими другими названиями, такими как демпфирующий диод, подавляющий диод, задерживающий диод или фиксирующий диод, коммутирующий диод. Здесь улавливающий диод используется для устранения обратного хода, когда наблюдается резкий скачок напряжения на индуктивной нагрузке при резком снижении тока питания. Это помогает цепи от повреждения. Будет запрещено покупать новую схему. Диод свободного хода - это упрощенная форма, где источник напряжения подключен к индуктору с переключателем.
Конструкция свободно вращающегося диода
На приведенной ниже диаграмме поперек катушки индуктивности установлен диод свободного хода. Идеальный обратный диод будет иметь очень большую пиковую емкость прямого тока, которая помогает справляться с переходными процессами напряжения из-за перегорания диода, источник питания индуктора подходит для обратного напряжения пробоя и низкого прямого падения напряжения. Скачки напряжения могут в 10 раз превышать напряжение источника питания, что зависит от задействованного оборудования и области применения. Понятно, что нельзя недооценивать энергию, которая содержится в индукторе под напряжением.
Свободно вращающийся диод
Диод маховика может вызвать задержку сброса контактов при отключении питания и использовании реле постоянного тока. Это связано с непрерывной циркуляцией тока в диоде и катушке реле. Размыкание контактов очень важно, потому что резистор небольшого номинала включен последовательно с диодом, что помогает быстрее рассеивать энергию катушки.
В маховике применение диодов Шоттки используются для импульсные преобразователи мощности , потому что у них будет наименьшее прямое падение, т.е. 0,2 В. Они также быстро реагируют на обратное смещение в случае повторного включения индуктора. При передаче энергии от индуктора к конденсатору он рассеивает меньше энергии
Свободный диод работает
Принцип работы свободно вращающегося диода будет прост и объяснен с помощью трех схем. Это даст четкое представление о том, как это работает. В установившемся режиме переключатель будет замкнут на долгое время, так что катушка индуктивности будет полностью запитана и будет вести себя так, как будто это короткое замыкание.
Замкнутый переключатель, без обратного диода
Теперь ток будет течь от положительной клеммы к отрицательной клемме источник напряжения , через индуктор. Если переключатель разомкнут, индуктор будет сопротивляться внезапному падению тока. Если dI / dt велико, тогда напряжение велико за счет использования накопленной энергии магнитного поля и создаст собственное напряжение.
Открытый переключатель, индуктор под напряжением, без обратного диода
Чрезвычайно большой положительный потенциал создается там, где когда-то был отрицательный потенциал, и отрицательный потенциал создается там, где когда-то был положительный потенциал. Переключатель останется под напряжением источника питания, но он останется в контакте с индуктором и снизит отрицательное напряжение. Поскольку переключатель находится в разомкнутом состоянии, физически не выполняется никакого соединения, позволяющего току продолжать течь, дуга в воздушном зазоре возникает из-за большой разности потенциалов разомкнутого переключателя.
Теперь это решается с помощью Flyback-диода. Проблема истощения дуги заключается в том, что до тех пор, пока энергия не будет рассеяна из-за потерь в проводе в катушке индуктивности, отводить ток от нее в непрерывном контуре, диоде и резисторе.
Открытый переключатель, индуктор под напряжением, обратная диодная защита
Диод будет смещен в обратном направлении, когда переключатель замкнут против источника питания, которого нет в цепи для практических целей. Однако диод становится смещенным в прямом направлении, когда переключатель разомкнут относительно катушки индуктивности, и позволяет проводить ток по круговой петле от положительного потенциала внизу индуктора к отрицательному потенциалу вверху. Напряжение на катушке индуктивности будет функцией прямого падения напряжения на обратном диоде. Общее время рассеивания может быть разным, но его хватит на несколько миллисекунд.
Диоды свободного хода или обратные диоды в основном подключаются к индуктивным катушкам для предотвращения скачков напряжения в случае отключения питания устройств. При подаче питания на индуктивную нагрузку, т.е. катушки и другие индукторы выключены. Тогда по закону Ленца направление этого напряжения будет противоположно приложенному напряжению. Катушка реле становится магнитно заряженной, когда начинает течь ток, и накапливает энергию в магнитном поле вокруг катушки.
Ток в катушке имеет тенденцию уменьшаться, если происходит перерыв в подаче электроэнергии, этот эффект приведет к скачку напряжения. Индуцированное напряжение будет перескакивать через контакты реле, подключенных к катушкам. На срок службы контактов влияет искрение и искрение.
Транзисторы, которые могут управлять катушки реле будет поврежден электронные компоненты при скачке напряжения. Скачок напряжения будет в обратном направлении, когда диоды обратного хода подключены с обратным смещением к напряжению питания. Когда это произойдет тогда короткое замыкание происходит через диод . Таким образом, скачок напряжения закорачивается на катушке. Это защитит подключенные цепи.
Из уравнения V = Ldi / dt индуктивное устройство генерирует напряжение. Значение di / dt будет большим, когда ток внезапно упадет до нуля, что приведет к появлению напряжения «индуктивного выброса». Это приводит к повреждению других компонентов. Обратный диод обеспечит путь для прохождения индуктивного тока. Теперь можно сказать, что ток, протекающий через комбинацию диод / индуктор во время выключения, будет равен току, протекающему непосредственно перед выключением.
Экспонента затухания I = imax (1-ехр (-Lt / R)
- Imax = начальный ток
- t = выключить
- L = индуктивность
- R = эквивалентное последовательное сопротивление цепи
Основной принцип обратного диода
Когда транзистор включен, он будет смещен в обратном направлении и не будет существовать в цепи. Когда транзисторы выключены, обратный диод будет смещен в прямом направлении. Обратный диод заставит катушку индуктивности потреблять ток от себя в форме петли, пока вся энергия не будет рассеиваться в проводах и диоде. Обратный диод заставляет катушку индуктивности вытягивать ток из себя в петлю, пока энергия не рассеется в диоде и проводах.
Когда ток через асинхронный двигатель переменного тока внезапно прерывается, тогда катушка индуктивности пытается поддерживать увеличивающиеся напряжение и ток, меняя полярность. В отсутствие «диода свободного хода» напряжение может стать очень высоким и повредить коммутационное устройство IGBT , Тиристор и т. Д. Благодаря этому обратный ток может проходить через диод и рассеиваться.
Когда одиночный переключатель используется с переключаемым железным или ферритовым трансформатором, тогда диод с обратным ходом замедлит скорость изменения тока и не будет передавать мощность на вторичную сторону, и когда индуктор переключается обратно переключающим устройством и, скорее всего, он насытит сердечник, чтобы пропустить сильный ток. В коммутируемый трансформатор , лучше не использовать диод свободного хода с двигателем, чтобы сломать его, и это приведет к потере мощности самого диода, когда потребуется хороший радиатор.
Применение свободно вращающихся диодов
Индуктивные нагрузки отключаются полупроводниковыми приборами.
- Драйверы реле
- Драйверы моторов H-моста
- Двухполупериодный выпрямитель
Это все о работе обратного диода или обратного диода и их функциях. Кроме того, любые вопросы относительно этой статьи или получения дополнительной информации о теории PN перехода , пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, Какова функция обратного диода ?
