Por que os relés não incorporam diodos flyback?

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Aviso: esta pode ser uma pergunta extremamente ingênua (se assim for, por favor me esclareça).

Muitas aplicações de relés requerem um diodo flyback para proteção contra tensão indutiva. Não consigo encontrar nenhum relé que incorpore um diodo flyback.

Como é uma necessidade tão comum, por que os relés não incluem um diodo flyback dentro do pacote de relés? Existem fatores demais a serem considerados, dificultando a adivinhação da necessidade do circuito?

relay diodes dss539
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Os MOSFETs geralmente vêm com esse diodo, portanto, existe uma proteção embutida no lado de comutação da bobina, e não no alojamento do relé. Isso faz mais sentido por muitas razões dadas nas respostas abaixo e também pelo fato de que é fácil transformar um diodo em um MOSFET e um pouco menos econômico soldar um que você pode ou não precisar em um relé.
Vazio Estrela
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O diodo em um MOSFET não é construído adicional ao MOSFET. É um artefato da estrutura do próprio MOSFET.
Ignacio Vazquez-Abrams
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Quando um chip de driver como o ULN2003 ou ULN2803 é usado, os diodos de retorno são fornecidos no chip; portanto, um diodo extra no relé seria um desperdício.
Wouter van Ooijen
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@BigEndian Quando um único MOSFET é usado para alternar uma bobina de relé, o diodo do corpo não ajuda, pois conduz na direção oposta à necessária. Por exemplo: um MOSFET de canal N usado como chave do lado inferior, o pico de tensão da bobina do relé (quando está desligado) será positivo e o diodo do corpo do MOSFET não conduz (exceto, possivelmente, quebra de avalanche que pode ser destrutiva ) Uma exceção a isso é um MOSFET com "Classificação repetitiva de avalanche", em que o diodo do corpo atua como um diodo zener de alta tensão, por exemplo IRFD220
Tut
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A prova de que perguntas ingênuas, bem formuladas, podem ser realmente muito boas.
JYelton

Respostas:

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Há uma resposta simples para essa pergunta - existem muitos esquemas de retorno reverso e o diodo reverso é o mais simples. Embora tenha uma grande desvantagem - faz com que o relé se desligue muito lentamente.

Dessa forma, algumas vezes outros esquemas devem ser usados. Existem vários exemplos:

esquemático

simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab

johnfound
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não é o design para o número 2 apenas a lei de Ohm? Por que isso é difícil de projetar?
markrages
@markrages Seria "apenas a lei de Ohm" se D4 estivesse em curto.
hoosierEE
por exemplo, relé de 100 mA, Vcc = 12V, 0,7 Vf em D4, Q2 60 Vceo. Digamos que queremos 40 V máx. No Q2. Então a tensão máxima em R é (40 - 12 - 0,7) ou 27,3. R = V / I para 27,3 / 100 mA ou 270 ohms.
markrages
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@markrages - o problema com o segundo esquema é que a corrente através do relé nunca é conhecida. A resistência do relé é muito sensível à temperatura e a corrente pode variar significativamente. Então você precisa projetar para o pior caso. Em todos os outros esquemas, a tensão é relativamente constante e depende apenas da tensão do zener.
19114 johnfound
Na CC, a corrente é limitada apenas pela resistência da bobina. Isso é especificado para 10% e, em seguida, há um tempco de cobre de cerca de 0,4% / C. Como isso é positivo, é bom projetar com a corrente à temperatura ambiente (especificação).
markrages
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Existem alguns relés (também contatores / disjuntores) que são alimentados por CA. A colocação de um diodo no interior os torna inúteis para aplicações CA: -

insira a descrição da imagem aqui

Existem vários tipos de relés que são do tipo de travamento e também exigem uma reversão de tensão - um diodo tornaria esse tipo de relé inútil nessa aplicação:

insira a descrição da imagem aqui

Veja também esta resposta para comutação de alta velocidade de um relé.

Andy aka
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Na verdade, existem (ou foram) alguns que tiveram supressão interna da bobina. Por exemplo, este Teleldyne. Eles não tiveram muito sucesso comercial no mercado geral. Talvez no mercado automotivo.

Provavelmente tem mais a ver com coisas como história e segunda fonte do que qualquer coisa técnica, embora eu não consiga ver muita vantagem em colocar um diodo internamente. Força uma polaridade na pinagem e resulta em uma vida elétrica subótima para todos os usuários, para uma economia muito pequena.

Geralmente, não há PCB dentro de um relé, portanto ele teria que ser soldado ou cravado ou soldado no lugar.

Spehro Pefhany
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Existem relés que incluem um diodo fly-back, mas em termos percentuais, não muitos.

Se você for para esta página da Digi-Key que lista os relés de sinal (menos de 2 amperes) e rola para a direita, você verá na coluna Recursos que um dos atributos que você pode escolher são os diodos.

Aqui, apenas pouco mais de 5% dos relés listados incorporam um diodo. Para relés de potência , o número com diodos é um pouco acima de 3% do total.

Então eles existem. Mas por que tão poucos? Obviamente, ele mantém o custo do relé baixo, mesmo que o usuário precise adicionar seu próprio diodo. Isso também permite ao usuário selecionar um diodo que atenda exatamente às suas necessidades. E é mais barato (e mais fácil) para um usuário adicionar um diodo a uma PCB (que é um processo automatizado) do que o fabricante adicioná-lo através de uma bobina de relé (que pode ter que ser feita manualmente).

tcrosley
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Por que a carga seria indutiva?
Nick T
Eu digitei errado. O relé em si é a carga indutiva nesse caso (em relação ao circuito de acionamento), independentemente de seus contatos estarem acionando ou não uma carga indutiva não tem influência sobre a necessidade de um diodo de retorno. Resposta editada. No entanto, se os contatos estiverem conduzindo uma carga indutiva, essa carga precisará ter um diodo de retorno.
tcrosley
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Há também um problema de confiabilidade. A maioria dos relés é selada ou, pelo menos, não é feita para ser desmontada pelo usuário. Se um diodo interno falhar, o relé se torna inútil. Como o custo do diodo é muito menor que o valor do relé, faz mais sentido adicionar o diodo externamente.

Barry
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