Como escolher um diodo flyback para um relé?

Um diodo é colocado em paralelo com uma bobina do relé (com polaridade oposta) para evitar danos a outros componentes quando o relé é desligado.

Aqui está um exemplo esquemático que encontrei on-line:

Estou pensando em usar um relé com tensão de bobina de 5V e classificação de contato de 10A.

Como determino as especificações necessárias para o diodo, como tensão, corrente e tempo de comutação?

Primeiro, determine a corrente da bobina quando a bobina estiver ligada. Esta é a corrente que fluirá através do diodo quando a bobina for desligada. No seu relé, a corrente da bobina é mostrada como 79,4 mA. Especifique um diodo para pelo menos 79,4 mA de corrente. No seu caso, uma classificação atual 1N4001 excede em muito o requisito.

A classificação de tensão reversa do diodo deve ser pelo menos a tensão aplicada à bobina do relé. Normalmente, um designer coloca muita reserva na classificação inversa. Um diodo em seu aplicativo com 50 volts seria mais que adequado. Novamente 1N4001 fará o trabalho.

Além disso, o 1N4007 (em quantidades únicas de compra) custa o mesmo, mas possui classificação de 1000 volts.

1. A tensão necessária é a tensão nominal da bobina, pois é isso que será aplicado. Dê um fator 2 para segurança.

2. A exigência de corrente é a corrente nominal da bobina.

3. A velocidade provavelmente não é uma consideração para as bobinas de relé, pois elas não são ligadas / desligadas com muita frequência, em comparação com, por exemplo, um acionamento de motor PWM.

No seu caso, um 1N4001 provavelmente funcionará bem.

As coisas nem sempre são tão simples quanto parecem, embora no caso de relés seja altamente dependente da aplicação. Enquanto o diodo fornece um caminho de descarga seguro que preserva o transistor de comutação e a fonte de alimentação, ele pode causar alguns problemas em determinadas aplicações. Os relés no fechamento podem formar uma pequena solda nos contatos e, ao colocar o diodo, você está essencialmente impedindo que o relé se abra com toda a força. Isso pode fazer com que os contatos fiquem juntos um pouco mais e, no geral, é ruim para o relé.

Um truque que eu aprendi alguns anos atrás para impedir que isso acontecesse era colocar um diodo zener em série (obviamente em outra direção) com o diodo regular, isso permite controlar a tensão máxima e permite que a bobina do relé descarregue em um maneira ligeiramente melhor. Lembro-me de que alguns fabricantes de relés tinham boas notas de aplicação, a última que vi foi da Tyco, mas não consegui encontrá-la novamente, infelizmente.

Pergunta: Qual o tamanho do diodo fly-back necessário para minha carga indutiva?

Minha resposta: Os diodos fly-back são dimensionados com base na dissipação de energia

$P = 1/10(I^2)R$

P: potência dissipada no diodo fly-back

I: corrente de estado estacionário que flui através do indutor (diodo fly-back não conduz)

R: resistência do diodo fly-back na condução

Prova:

O diodo fly-back será mantido a uma temperatura constante; os diodos têm uma resistência constante na condução quando mantidos a uma temperatura constante. (se a temperatura mudar, o mesmo ocorre com a resistência dos diodos)

Agora, o diodo condutor se comporta como um resistor, de modo que a pergunta se torna: quanta energia eu preciso dissipar na resistência interna do meu diodo?

$T = L/R$

$E = (1/2)L(I^2)$$P = E/time$

$5(L/R)$$(1/2)L(I^2)$

$P = ((1/2)L(I^2)R) / (5L)$$P = 1/10(I^2)R$

Considere um circuito como tal:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

R1 é a resistência interna de L1 e R2 é a nossa resistência ao carregamento. D1 funciona como diodo fly-back e R3 é a resistência de D1 na condução.

Se o interruptor estiver fechado e esperarmos eternamente, uma corrente de 10mA flui através do circuito, e o indutor armazena uma energia de 50μJ (50 micro Joules).

Usando a teoria da conservação da energia:

$5(L/R) = 500\mathrm{ms}$

$(1/10) (10\mathrm{mA} ^2) (10\mathrm{ohms}) = 100\mathrm{\mu W}$

$P = 1/10(I^2)R$

Boa sorte com seus projetos e nunca use a tecnologia para fins malignos.