Dlaczego przekaźniki nie zawierają diod flyback?

24

Ostrzeżenie: może to być bardzo naiwne pytanie (jeśli tak, proszę oświeć mnie).

Wiele zastosowań przekaźników wymaga diody typu flyback w celu ochrony przed napięciem indukcyjnym. Nie jestem w stanie znaleźć żadnego przekaźnika zawierającego diodę flyback.

Ponieważ jest to tak powszechna potrzeba, dlaczego nie przekaźniki zawierają diodę flyback w pakiecie przekaźników? Czy jest zbyt wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę, co utrudnia odgadnięcie potrzeby obwodu?

relay diodes dss539
źródło
1
Tranzystory MOSFET często są wyposażone w taką diodę, więc wbudowana jest ochrona po stronie przełączającej cewki, a nie w obudowie przekaźnika. Ma to większy sens z wielu powodów podanych w odpowiedziach poniżej, a także z tego powodu, że łatwo jest wbudować diodę w MOSFET i nieco mniej ekonomicznie wlutować taką, którą możesz potrzebować lub nie w przekaźnik.
Void Star
8
Dioda w MOSFET-ie nie jest zbudowana jako dodatkowa do MOSFET-u. Jest to artefakt struktury samego MOSFET-a.
Ignacio Vazquez-Abrams
2
Gdy używany jest układ sterownika, taki jak ULN2003 lub ULN2803, diody flyback są dostarczane w układzie, więc dodatkowa dioda w przekaźniku byłaby stratą.
Wouter van Ooijen
3
@BigEndian Gdy pojedynczy MOSFET jest używany do przełączania cewki przekaźnika, dioda ciała nie pomaga, ponieważ przewodzi w przeciwnym kierunku niż to, co jest potrzebne. Na przykład: N-kanałowy MOSFET używany jako przełącznik po stronie niskiej, skok napięcia z cewki przekaźnika (gdy jest wyłączony) będzie dodatni, a dioda korpusu MOSFET nie będzie przewodzić (z wyjątkiem ewentualnego uszkodzenia lawinowego, które może być destrukcyjne ). Wyjątkiem jest MOSFET, który ma „powtarzalną ocenę lawinową
Tut
1
Dowód, że naiwne pytania, dobrze sformułowane, mogą być naprawdę całkiem dobre.
JYelton

Odpowiedzi:

20

Odpowiedź na to pytanie jest prosta - istnieje wiele schematów cofania, a dioda odwrotna jest najprostsza. Chociaż ma jedną dużą wadę - powoduje, że przekaźnik wyłącza się bardzo wolno.

W ten sposób czasami stosuje się inne schematy. Istnieje kilka przykładów:

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab

johnfound
źródło
czy projekt nr 2 nie jest po prostu prawem Ohma? Dlaczego tak trudno to zaprojektować?
markrages
@markrages Byłoby „tylko prawem Ohma”, gdyby D4 było zwarte.
hoosierEE
np. przekaźnik 100 mA, Vcc = 12 V, 0,7 Vf na D4, Q2 60 Vceo. Powiedzmy, że chcemy 40 V max na Q2. Wówczas maksymalne napięcie na R wynosi (40 - 12 - 0,7) lub 27,3. R = V / I, więc 27,3 / 100 mA lub 270 omów.
markrages
1
@markrages - problem z drugim schematem polega na tym, że prąd przez przekaźnik nigdy nie jest znany. Rezystancja przekaźnika jest bardzo wrażliwa na temperaturę, a prąd może się znacznie różnić. Następnie musisz zaprojektować w najgorszym przypadku. Na wszystkich innych schematach napięcie jest względnie stałe i zależy tylko od napięcia Zenera.
johnfound
W DC prąd jest ograniczony tylko przez rezystancję cewki. Jest to określone na 10%, a następnie temperatura miedzi wynosi około 0,4% / C. Ponieważ jest to pozytywne, dobrze jest zaprojektować przy użyciu prądu (specyfikacji) w temperaturze pokojowej.
markrages
9

Istnieje wiele przekaźników (także styczników / wyłączników), które są zasilane z prądu przemiennego. Umieszczenie diody w środku czyni je bezużytecznymi dla aplikacji AC: -

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Istnieje kilka rodzajów przekaźników typu zatrzaskowego, które również wymagają zmiany napięcia - dioda sprawiłaby, że ten typ przekaźnika byłby bezużyteczny w tym zastosowaniu:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Zobacz także tę odpowiedź dotyczącą szybkiego przełączania przekaźnika.

Andy aka
źródło
5

W rzeczywistości istnieje (lub było) kilka takich, które miały wewnętrzne tłumienie cewki. Na przykład ten Teleldyne. Nie odniosły dużych sukcesów komercyjnych na rynku ogólnym. Może na rynku motoryzacyjnym.

Prawdopodobnie ma to więcej wspólnego z takimi rzeczami jak historia i wtórne zaopatrzenie niż cokolwiek technicznego, chociaż nie widzę dużej przewagi w umieszczaniu diody wewnętrznie. Wymusza polaryzację pinouta i zapewnia nieoptymalny okres użytkowania energii elektrycznej dla wszystkich użytkowników, dla bardzo małej oszczędności.

Ogólnie rzecz biorąc, wewnątrz przekaźnika nie ma płytki, więc musiałaby być spawana, zaciskana lub lutowana na miejscu.

Spehro Pefhany
źródło
5

Istnieją przekaźniki, które zawierają diodę cofającą, ale procentowo, niezbyt wiele.

Jeśli przejdziesz do strony Digi-Key, która zawiera listę przekaźników sygnału (mniej niż 2 amperów) i przewiniesz w prawo, zobaczysz w kolumnie Funkcje, że jednym z atrybutów, które możesz wybrać, są diody.

Tutaj tylko nieco ponad 5% wymienionych przekaźników zawiera diodę. W przypadku przekaźników mocy liczba z diodami stanowi nieco ponad 3% całości.

Więc istnieją. Ale dlaczego tak mało? Oczywiście utrzymuje niski koszt przekaźnika, nawet jeśli użytkownik musi dodać własną diodę. Pozwala to również użytkownikowi wybrać diodę dokładnie odpowiadającą jego potrzebom. I to jest tańsze (i łatwiejsze) dla użytkownika, aby dodać diodę do PCB (co jest procesem zautomatyzowanym) niż producent dodaje ją na cewce przekaźnika (co może być konieczne ręcznie).

tcrosley
źródło
1
Dlaczego ładunek miałby być materią indukcyjną?
Nick T
Pomyliłem się. Sam przekaźnik jest w tym przypadku obciążeniem indukcyjnym (w stosunku do jego obwodu sterującego), niezależnie od tego, czy jego styki są napędzane, czy obciążenie indukcyjne nie ma na nie żadnego wpływu, wymagając diody powrotnej. Odpowiedź edytowana. Jeśli jednak styki napędzają obciążenie indukcyjne, to obciążenie to musi mieć diodę powrotną.
tcrosley
4

Istnieje również problem z niezawodnością. Większość przekaźników jest zamknięta lub przynajmniej nie jest przeznaczona do demontażu przez użytkownika. W przypadku awarii wewnętrznej diody przekaźnik staje się bezużyteczny. Ponieważ koszt diody jest znacznie niższy niż wartość przekaźnika, sensowniejsze jest dodanie diody na zewnątrz.

Barry
źródło