Kiedy / dlaczego miałbyś używać diody Zenera jako diody koła zamachowego (na cewce przekaźnika)?

Właśnie zastanawiałem się nad samouczkiem na stronie http://www.electronics-tutorials.ws/io/io_5.html , aw dyskusji na temat diod koła zamachowego zawiera to zdanie bez dalszych wyjaśnień:

Oprócz stosowania diod koła zamachowego do ochrony elementów półprzewodnikowych, innymi urządzeniami stosowanymi do ochrony są RC Snubber Networks, warystory z tlenków metali lub diody MOV i Zenera.

Widzę, jak może być potrzebna sieć RC, jeśli jest to duże urządzenie, a zatem cewka może pobierać więcej prądu, niż chcesz rozproszyć przez pojedynczą diodę. (Proszę mnie poprawić, jeśli to nie jest powód.)

Nie mam pojęcia, czym jest MOV, więc na razie go zignoruję. :-)

Czytałem trochę o diodach Zenera, ale nie rozumiem, dlaczego ich niższe napięcie przebicia wstecznego może być tutaj pożądane?

Edycja: Zastanawia mnie również poniższy diagram z powyższego samouczka:

Czy to nie wziąłoby żadnego napięcia powrotnego i nie zrzuciłoby go do sieci Vcc? Czy nie byłoby lepszym pomysłem, aby cewka przekaźnika znajdowała się między TR1 a masą, a dioda rozpraszała napięcie powrotne do masy?

Prąd z otwarcia przekaźnika wcale nie trafia na szynę Vcc. Podąża ścieżką pokazaną tutaj:

Zmagazynowana energia jest rozpraszana przez spadek diody i rezystancję cewki przekaźnika.

W konfiguracji z diodą Zenera zmagazynowana energia jest rozpraszana w pełnym napięciu Zenera diody. V * I ma znacznie większą moc, więc prąd spadnie szybciej, a przekaźnik może się otworzyć nieco szybciej:

MOV są inne niż Zenery, ale spełniają podobną funkcję obwodu: absorbują energię, gdy napięcie przekroczy określony poziom. Służą do ochrony przed przepięciem, a nie do precyzyjnych rzeczy, takich jak regulatory napięcia.

Szybkość, z jaką pole magnetyczne zapada się w cewce elektromagnesu, elektromagnesie lub podobnym urządzeniu po odłączeniu zasilania, będzie proporcjonalna do napięcia, które może pojawić się na urządzeniu. Jeśli ktoś uruchomi 12-woltowy elektromagnes lub przekaźnik za pomocą przycisku i nie ma zabezpieczenia przed cofnięciem, zwolnienie przycisku może spowodować pojawienie się setek lub tysięcy woltów na cewce, dopóki pole nie zapadnie się; z powodu dużego napięcia na cewce pole zapadłoby się niemal natychmiast.

Dodanie prostej diody zaczepowej zapobiegnie pojawieniu się znacznego napięcia na cewce lub przekaźniku po zwolnieniu. Spowoduje to jednak również, że cewka pozostanie namagnesowana o wiele dłużej niż w innym przypadku. Jeśli zajmie to 5 ms, aby pole magnetyczne w cewce przekaźnika osiągnęło pełną moc przy 12 woltach, zajmie to około 17 razy więcej (tj. 85 ms) rozproszenia przez diodę zapadkową. W niektórych sytuacjach może to stanowić problem. Dodanie innego obwodu do obniżenia napięcia może pozwolić cewce na odłączenie energii znacznie szybciej.

BTW, jeśli często zmienia się wiele przekaźników 12 V, spodziewałbym się, że można by zaoszczędzić sporo energii, doprowadzając diody zaciskowe do ładowania trzonka, a następnie pobierając energię z tego czapki w innym celu. Nie jestem pewien, czy i gdzie to się dzieje, ale w czymś takim, jak maszyna do pinballa, mogłoby się wydawać, że może to być przydatna koncepcja.

Dioda Zenera normalnie szedłaby w szeregu z diodą wybiegową, katodą do katody (skierowanymi do siebie). Powoduje to szybsze zapadanie się napięcia i dlatego pole cewki zapada się szybciej, a zatem przekaźnik / elektromagnes otwiera się szybciej. W zasilaczach impulsowych (SMPS) jest to również znane jako tłumik zenera.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Zobacz także to pytanie / odpowiedź: pytanie diody Zenera

Niektóre z tych odpowiedzi są mylone co do tego, co dzieje się z prostą diodą. Energia jest rozpraszana głównie w Rcoilu, a nie w diodzie.

Kluczem jest to, że podczas używania diody rozpraszanie jest rozkładem wykładniczym RL (podobnie jak RC). Jest wykładniczy, co powoduje, że zajmuje to tak dużo czasu (zwłaszcza, że ​​prąd uwalniania może wynosić tylko 20%). W przypadku Zenera jest to liniowy spadek do zera.

To symuluje prawdziwy przekaźnik na podstawie jego wartości R i L.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Zauważysz, że czas włączenia (wzrostu prądu) jest dłuższy niż czas wyłączenia za pomocą diody (L1, D1).

Nie jest to poprawne, ponieważ indukcyjność jest większa (0,74 H), gdy zwora zworki jest zamknięta (lepszy obwód magnetyczny) niż gdy otwarta (0,49 H). Rzeczywisty czas włączenia (z 0,49 H) i czas wyłączenia z diodą są prawie takie same.

Prądy L2, L4 są takie same, ponieważ w obu przypadkach występuje taki sam spadek (i ten sam Vdrain na płodzie.

zignoruj ​​to

^{zasymuluj ten obwód}

Oto uwaga dotycząca używania normalnych diod + Zenera do ochrony komponentów i szybkiego odłączania energii. Pokazuje czas zaniku i wartości napięcia dla kilku metod.