En Flyback-diode kaldes også som frihjulsdiode. Det kaldes også af mange andre navne som snubberdiode, undertrykkerdiode, fangstdiode eller klemmediode, kommuteringsdiode. Her bruges fangstdiode til at eliminere flyback, når den pludselige spændingsspids ses over den induktive belastning, når forsyningsstrømmen brat reduceres. Det hjælper kredsløbet med at beskadige. Det forhindres i at købe nyt kredsløb. Friløbsdiode er forenklet, hvor spændingskilden er tilsluttet en induktor med en kontakt.
Design af freewheeling-dioden
I nedenstående diagram er en frihjulsdiode placeret over induktoren. En ideel flyback-diode vil have en meget stor spids fremadstrømskapacitet, som hjælper med at håndtere spændingstransienter fra udbrænding af dioden, induktorens strømforsyning er velegnet til omvendt nedbrudsspænding og lavt spændingsfald fremad. Spændingsspændinger kan være 10 gange strømforsyningens spænding, som afhænger af det involverede udstyr og applikationen. Det er underforstået, at ikke at undervurdere den energi, der indeholder i en energiinduktor.
Friløbsdiode
Svinghjulsdiode kan forårsage forsinkelse af kontakterne, når strømmen fjernes, og jævnstrømsrelæet bruges. Dette skyldes den kontinuerlige strømcirkulation i dioden og relæspolen. Åbningen af kontakter er meget vigtig, fordi en modstand med lav værdi placeres i serie med dioden, hvilket hjælper med at sprede spoleenergien hurtigere.
I svinghjul applikation Schottky-dioder bruges til skifte effektomformere , fordi de har det laveste forfaldsfald, dvs. 0,2 V. Disse reagerer også hurtigt i omvendt forspænding i tilfælde af, at induktoren aktiveres igen. Mens energien overføres fra induktoren til en kondensator, spreder den mindre energi
Freewheeling Diode arbejder
Arbejdsprincippet med frihjulsdiode vil være simpelt og forklares med tre kredsløb. Det vil gøre det klart at forstå, hvordan det rent faktisk fungerer. I steady-state vil kontakten være lukket i lang tid, så induktoren får fuld energi og opfører sig som om den er en kort
Lukket kontakt, ingen flyback-diode
Nu strømmer strømmen ned fra den positive terminal til den negative terminal af spændingskilden gennem induktoren. Hvis kontakten åbnes, vil induktoren modstå det pludselige strømfald. Hvis dI / dt er stor, er spændingen stor ved hjælp af dens lagrede magnetfeltenergi og vil skabe sin egen spænding.
Åben switch, strømforsynet induktor, ingen flyback-diode
Der skabes et ekstremt stort positivt potentiale, hvor der engang var et negativt potentiale, og et negativt potentiale skabes, hvor der engang var et positivt potentiale. Afbryderen forbliver ved strømforsyningens spænding, men den har været i kontakt med induktoren og vil trække negativ spænding ned. Da kontakten er åben, er der derfor ikke fysisk oprettet forbindelse for at tillade strøm at fortsætte med at strømme, og bue over luftspalten skyldes den store potentialforskel på den åbne kontakt.
Nu løses dette ved hjælp af Flyback-diode. Sultbue-problemet ved at tillade, indtil energien spredes gennem tab i ledningen af induktoren for at trække strøm fra den i en kontinuerlig sløjfe, dioden og modstanden.
Åben kontakt, energispænding, Flyback-diodebeskyttelse
Dioden vil være omvendt forspændt, når kontakten er lukket mod strømforsyningen, og som ikke findes i kredsløbet af praktiske formål. Dog bliver dioden forudindtaget, når kontakten åbnes i forhold til induktoren, og tillader ledning af strøm i en cirkulær sløjfe fra det positive potentiale i bunden af induktoren til det negative potentiale øverst. Spændingen over induktoren vil være en funktion af det fremadrettede spændingsfald på Flyback-dioden. Den samlede tid til spredning kan variere, men det varer i nogle få millisekunder
Friløbsdioder eller Flyback-dioder er dybest set forbundet over induktive spoler for at forhindre spændingsspidser i tilfælde af strøm slukket for enhederne. Der vil skarpe spændinger øges, når strøm til induktiv belastning, dvs. spoler og andre induktorer er slukket. I henhold til Lenz-loven vil retningen af denne spænding være modsat den anvendte spænding. Relæets spole bliver magnetisk ladet, når strøm begynder at strømme og lagrer energien i magnetfeltet omkring spolen.
Strømmen i spolen har tendens til at falde, hvis der er en afbrydelse af strømforsyningen, denne effekt vil føre til en spændingsstigning. Den inducerede spænding springer over kontakterne på de relæer, der er forbundet til spolerne. Kontaktenes levetid påvirkes, når gnister og lysbuer produceres.
Transistorer, som kan køre relæspolerne vil blive beskadiget de elektroniske komponenter med spændingsspidsen. Spændingsspidsen vil være i omvendt retning, når frihjulsdioderne er forbundet i omvendt forspænding til forsyningsspændingen. Når dette sker så kortslutning finder sted gennem dioden . Spændingsspidsen kortsluttes således over spolen. Dette beskytter de tilsluttede kredsløb.
Fra ligningen V = Ldi / dt genererer en induktiv enhed spændingen. Værdien af di / dt vil være stor, når strømmen pludselig falder til nul, hvilket resulterer i 'induktivt spark' spænding. Dette resulterer i beskadigelse af de andre komponenter. Flyback-dioden vil give en sti, hvor induktiv strøm kan strømme. Nu kan det siges, at strømmen gennem diode / spole-kombinationen på tidspunktet for slukning vil være lig med strømmen, der strømmer lige før slukningen.
Henfaldet eksponentielt I = imax (1-exp (-Lt / R)
- Imax = startstrøm
- t = sluk
- L = induktans
- R = kredsløbets ækvivalente seriemodstand
Hovedprincippet for Flyback-diode
Når transistoren er TIL, vil den være omvendt forspændt og eksisterer ikke i et kredsløb. Når transistorer er FRA, vil Flyback-dioden være forudindtaget. Flyback-dioden får induktoren til at trække strøm fra sig selv i en form af løkke, indtil hele energien spredes i ledninger og dioder. Flyback-dioden får induktoren til at trække strøm fra sig selv i en sløjfe, indtil energien spredes i diode og ledninger.
Når strøm til en AC-induktionsmotor afbrydes pludselig, forsøger induktoren at opretholde øget spænding og strøm ved at vende polariteten. I mangel af en 'frihjulsdiode' kan spændingen blive meget høj og skade skifteindretningen IGBT , Thyristor osv. Ved dette tillades omvendt strøm at strømme gennem dioden og spredes.
Når en enkelt switch anvendes med en koblet jern- eller ferritkernetransformer, vil frihjulsdioden sænke strømskiftet og overfører ikke strøm til sekundærsiden, og når induktoren skiftes tilbage af omskifterenheden og sandsynligvis det vil mætte kernen for at passere en tung strøm. I skiftet transformer , er det bedre ikke at bruge en frihjulsdiode med en motor til at bryde den og spilder strøm i selve dioden, når der er behov for en god køleplade.
Freewheeling Diode-applikationer
Induktive belastninger slukkes af halvlederindretninger
- Relæ drivere
- H-bridge motorchauffører
- Fuld bølge ensretter
Dette handler om frihjulsdiode eller Flyback-dioder, der fungerer, og deres funktioner. Desuden er spørgsmål vedrørende denne artikel eller for at vide mere om PN-junction-teorien , bedes du give dine værdifulde forslag ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, Hvad er funktionen af en flyback-diode ?
