Eine Flyback-Diode wird auch als Freilaufdiode bezeichnet. Es wird auch von vielen anderen Namen wie Snubber-Diode, Suppressor-Diode, Catch-Diode oder Clamp-Diode, Kommutierungsdiode genannt. Hier wird eine Fangdiode verwendet, um ein Zurückfliegen zu verhindern, wenn die abrupte Spannungsspitze über der induktiven Last beobachtet wird, wenn der Versorgungsstrom abrupt verringert wird. Es hilft, die Schaltung vor Beschädigung zu schützen. Es wird verhindert, dass eine neue Schaltung gekauft wird. Die Freilaufdiode ist dort vereinfacht, wo sich eine Spannungsquelle befindet an einen Induktor angeschlossen mit einem Schalter.
Aufbau der Freilaufdiode
In der folgenden Abbildung ist eine Freilaufdiode über der Induktivität angeordnet. Eine ideale Flyback-Diode hat eine sehr große Spitzen-Vorwärtsstromkapazität, die bei der Behandlung der Spannungstransienten hilft, die beim Ausbrennen der Diode auftreten. Stromversorgung des Induktors ist geeignet für Rückwärtsdurchbruchspannung und geringen Durchlassspannungsabfall. Spannungsspitzen können das 10-fache der Spannung der Stromquelle betragen, was von der jeweiligen Ausrüstung und der Anwendung abhängt. Es versteht sich, dass die Energie, die in einem angeregten Induktor enthalten ist, nicht zu unterschätzen ist.
Freilaufdiode
Eine Schwungraddiode kann zu einem Verzögerungsabfall der Kontakte führen, wenn die Stromversorgung unterbrochen und das DC-Spulenrelais verwendet wird. Dies ist auf die kontinuierliche Stromzirkulation in der Diode und der Relaisspule zurückzuführen. Das Öffnen von Kontakten ist sehr wichtig, da ein niederwertiger Widerstand in Reihe mit der Diode geschaltet ist, wodurch die Spulenenergie schneller abgeführt werden kann.
Im Schwungrad Anwendung Schottky-Dioden werden verwendet für Schaltstromrichter , weil sie den niedrigsten Vorwärtsabfall haben, d. h. 0,2 V. Diese reagieren auch schnell in Sperrrichtung, wenn der Induktor wieder erregt wird. Während die Energie vom Induktor auf einen Kondensator übertragen wird, wird weniger Energie verbraucht
Freilaufdiode funktioniert
Das Funktionsprinzip der Freilaufdiode ist einfach und wird mit drei Schaltkreisen erläutert. Dadurch wird klar, wie es tatsächlich funktioniert. Im eingeschwungenen Zustand wird der Schalter für eine lange Zeit geschlossen, so dass der Induktor vollständig erregt wird und sich so verhält, als wäre er kurz
Geschlossener Schalter, keine Flyback-Diode
Jetzt fließt der Strom vom positiven zum negativen Anschluss von die Spannungsquelle durch den Induktor. Wenn der Schalter geöffnet wird, widersteht die Induktivität dem plötzlichen Stromabfall. Wenn dI / dt groß ist, ist die Spannung unter Verwendung der gespeicherten Magnetfelderergie groß und erzeugt eine eigene Spannung.
Offener Schalter, unter Spannung stehender Induktor, keine Rücklaufdiode
Ein extrem großes positives Potential wird erzeugt, wenn es einmal ein negatives Potential gab, und ein negatives Potential wird erzeugt, wo es einmal ein positives Potential gab. Der Schalter bleibt auf der Spannung des Netzteils, hat jedoch Kontakt mit der Induktivität und zieht die negative Spannung herunter. Da der Schalter geöffnet ist, wird physikalisch keine Verbindung hergestellt, damit der Strom weiter fließen kann. Aufgrund der großen Potentialdifferenz des offenen Schalters wird ein Lichtbogen über den Luftspalt verursacht.
Dies wird nun mithilfe der Flyback-Diode gelöst. Das Hunger-Lichtbogen-Problem besteht darin, zuzulassen, bis die Energie durch Verluste im Draht durch die Induktivität abgeführt wird, um in einer Endlosschleife, der Diode und dem Widerstand Strom daraus zu ziehen.
Offener Schalter, aktivierter Induktor, Flyback-Diodenschutz
Die Diode wird in Sperrrichtung vorgespannt, wenn der Schalter gegen die Stromversorgung geschlossen wird und aus praktischen Gründen nicht in der Schaltung vorhanden ist. Die Diode wird jedoch in Vorwärtsrichtung vorgespannt, wenn der Schalter relativ zur Induktivität geöffnet wird, und ermöglicht das Leiten von Strom in einer kreisförmigen Schleife vom positiven Potential am unteren Ende des Induktors zum negativen Potential am oberen Ende. Die Spannung an der Induktivität ist eine Funktion des Durchlassspannungsabfalls der Flyback-Diode. Die Gesamtzeit für die Dissipation kann variieren, dauert jedoch einige Millisekunden
Freilaufdioden oder Flyback-Dioden sind grundsätzlich über Induktionsspulen geschaltet, um Spannungsspitzen zu verhindern, wenn die Geräte abgeschaltet werden. Es kommt zu einer starken Spannungsspitze, wenn die induktive Last, d. H. Spulen und andere Induktoren sind ausgeschaltet. Dann ist nach dem Lenzschen Gesetz die Richtung dieser Spannung der angelegten Spannung entgegengesetzt. Die Spule des Relais wird magnetisch geladen, wenn Strom fließt, und speichert die Energie im Magnetfeld um die Spule.
Der Strom in der Spule neigt dazu, bei einer Unterbrechung der Stromversorgung abzunehmen. Dieser Effekt führt zu einem Spannungsanstieg. Die induzierte Spannung springt über die Kontakte der Relais, die mit den Spulen verbunden sind. Die Lebensdauer der Kontakte wird beeinträchtigt, wenn Funken und Lichtbögen entstehen.
Die Transistoren, die ansteuern können die Relaisspulen wird beschädigt die elektronischen Komponenten mit der Spannungsspitze. Die Spannungsspitze ist in umgekehrter Richtung, wenn die Freilaufdioden in Sperrrichtung mit der Versorgungsspannung verbunden sind. Wenn dies dann passiert Kurzschluss erfolgt durch die Diode . Die Spannungsspitze wird somit über die Spule kurzgeschlossen. Dies schützt die angeschlossenen Stromkreise.
Aus der Gleichung V = Ldi / dt erzeugt eine induktive Vorrichtung die Spannung. Der Wert von di / dt ist groß, wenn der Strom plötzlich auf Null abfällt, was zu einer 'induktiven Kick' -Spannung führt. Dies führt zu einer Beschädigung der anderen Komponenten. Die Flyback-Diode bietet einen Pfad für den Fluss des induktiven Stroms. Nun kann gesagt werden, dass der Strom durch die Dioden / Induktor-Kombination zum Zeitpunkt des Ausschaltens gleich dem Strom ist, der unmittelbar vor dem Ausschalten fließt.
Der Zerfall exponentiell I = imax (1-exp (-Lt / R)
- Imax = Anfangsstrom
- t = ausschalten
- L = Induktivität
- R = äquivalenter Serienwiderstand der Schaltung
Das Hauptprinzip der Flyback-Diode
Wenn der Transistor eingeschaltet ist, ist er in Sperrrichtung vorgespannt und existiert nicht in einer Schaltung. Wenn die Transistoren ausgeschaltet sind, wird die Flyback-Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Die Flyback-Diode bewirkt, dass der Induktor in Form einer Schleife Strom von sich zieht, bis die gesamte Energie in Drähten und Dioden verbraucht ist. Die Flyback-Diode bewirkt, dass die Induktivität in einer Schleife Strom von sich zieht, bis die Energie in Diode und Drähten abgeführt wird.
Wenn die Stromfluss zu einem Wechselstrom-Induktionsmotor wird plötzlich unterbrochen, dann versucht der Induktor, die Spannung und den Strom durch Umkehren der Polarität zu erhöhen. Ohne „Freilaufdiode“ kann die Spannung sehr hoch werden und beschädigt werden das Schaltgerät IGBT , Thyristor usw. Dadurch kann der Rückstrom durch die Diode fließen und sich zerstreuen.
Wenn ein einzelner Schalter mit einem geschalteten Transformator mit Eisen- oder Ferritkern verwendet wird, verlangsamt die Freilaufdiode die Stromänderungsrate und überträgt keine Energie auf die Sekundärseite, und wenn der Induktor von der Schaltvorrichtung und höchstwahrscheinlich zurückgeschaltet wird es wird den Kern sättigen, um einen starken Strom durchzulassen. Im geschalteter Transformator Es ist besser, keine Freilaufdiode mit einem Motor zu verwenden, um sie zu brechen, und sie verschwendet Strom in der Diode selbst, wenn ein guter Kühlkörper benötigt wird.
Freilaufdiodenanwendungen
Induktive Lasten werden durch Halbleiterbauelemente abgeschaltet
- Relaistreiber
- H-Brücken-Motortreiber
- Vollweggleichrichter
Hier dreht sich alles um Freilaufdioden oder Flyback-Dioden und deren Funktionen. Darüber hinaus gibt es Fragen zu diesem Artikel oder um mehr zu erfahren über die PN-Übergangstheorie Bitte geben Sie Ihre wertvollen Vorschläge, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage an Sie, Was ist die Funktion einer Flyback-Diode? ?
