Gdzie powinienem umieścić diodę sprzężenia zwrotnego w przełączniku tranzystorowym?

Podczas napędzania obciążeń indukcyjnych za pomocą tranzystorów używamy diod odrzutowych.

Rozumiem, że dioda odbijająca zapewnia ścieżkę rozładowania ładunku indukcyjnego. Ponadto cewka będzie próbowała oprzeć się zmianie prądu, zmieniając się w coś w rodzaju źródła napięcia, które będzie wytwarzać prąd w taki sam sposób, jak przedtem, w przypadku przerwy w prądzie (na przykład, gdy tranzystor się WYŁĄCZA ).

W poniższych obwodach występują dwa różne położenia diody odbijającej. D1 jest umieszczony w logiczny sposób, dzięki czemu ładunek w L1 rozładuje się, chroniąc kolektor Q1 przed przepięciem lub awarią.

Jednak drugi obwód z D2 nie ma dla mnie sensu. W jaki sposób D2 może zapobiegać uszkodzeniom, gdy jest odwracalny? Rzadko widziałem tę konfigurację, jednak widziałem ją na schemacie sterownika Lenze i nie mogłem jej zrozumieć.

W jaki sposób D2 zapobiega uszkodzeniom spowodowanym odrzutem indukcyjnym?

Pierwszy obwód D1 jest poprawny, ponieważ bezpiecznie radzi sobie z indukcyjnym odrzutem.

Drugi obwód sam w sobie nie ma sensu. Jak zauważył Federico, D2 mógłby zapewnić bezpieczną ścieżkę dla prądu odrzutu, gdyby był zenerem, ale nie jest pokazany jako zener, a 1N4001 zdecydowanie nie jest zenerem.

D2 może mieć sens, jeśli L2 jest czymś więcej niż cewką i może być zewnętrznie skierowane do tyłu. Może tak być na przykład w przypadku uzwojenia silnika. W takim przypadku D2 przycina ujemne napięcia, zanim mogą zaszkodzić Q2, ale nie robi nic, aby bezpiecznie ograniczyć indukcyjne odrzut, gdy tranzystor jest wyłączony.

Wystarczy wskazać jedną rzecz.

Załóżmy, że D1 nie ma. Napisałeś:

zmieniając się w coś w rodzaju źródła napięcia, które będzie wytwarzać prąd w taki sam sposób, jak przedtem

Nie. Nie myśl o tym w ten sposób. Induktor L1 nie zmienia się w nic innego, gdy otwiera się Q1. W rzeczywistości L1 nawet „nie widzi” poza nim. Po prostu widzi swój prąd i napięcie różnicowe na dwóch węzłach i utrzymuje je w sprzężeniu, dzięki czemu prawo fizyki, które jest zaprogramowane do wykonywania ( ), jest wykonywane zawsze . Gdyby obwód był maszyną wielordzeniową, każda część (w modelu skupionym) byłaby jednordzeniowym procesorem wykonującym zawsze mały fragment kodu, który miałby zaprogramować do uruchomienia, nie wiedząc nic o innych częściach.$v=L\dfrac{di}{dt}$

Kiedy Q1 otwiera się, cewka indukcyjna L1 kontynuuje przestrzeganie prawa fizyki, do którego zaprogramowania jest zobowiązane, a to implikuje, że przy założeniu skończonych napięć i prądów (jak w prawdziwym życiu), jego prąd nigdy nie może mieć nieciągłości. Oznacza to, że prąd przez L1, zaraz po otwarciu Q1, musi być dokładnie równy prądowi przez L1, który istniał tuż przed otwarciem Q1. Cewka po prostu kontynuuje swoje „zadanie”. To, co się zmieniło, nie jest cewką indukcyjną. Czy pytanie 1. Teraz Q1 jest obwodem otwartym. Więc ten prąd, który płynie przez L1, dokąd idzie? Nie ma D1, a Q1 jest otwarte. Cóż, chodzi o pasożytniczą pojemność ($C_c$na rysunku), który istnieje między kolektorem Q1 a ziemią i ładuje go. Ta pasożytnicza pojemność jest bardzo mała, ale BARDZO prawdziwa. Nie ma sposobu, aby ustawić zero. Nie pokazano go na schemacie, ale tylko dlatego, że jest to schemat uproszczony. Prawdziwy schemat powinien pokazywać tę prawdziwą pojemność pasożytniczą i wiele innych rzeczy. Teraz wracam do ładowania. Ponieważ jest to bardzo mała pojemność (może być znacznie poniżej 1 pF), oznacza to, że nawet mały prąd naładuje ją bardzo szybko i do wielu woltów, ze względu na . Prąd płynący przez L1 nie jest nawet małym prądem. Zwykle jest to „normalny” prąd, a nawet wysoki prąd. Oznacza to, że pojemność pasożytnicza$v=\dfrac{1}{C}\int{i·dt}$$C_c$może być ładowany bardzo szybko i do wielu woltów. Nawet wiele tysięcy woltów. I to może zniszczyć Q1.

Ale najważniejsze jest to, że w elektronice nie ma „magii”. Nic nie zmienia się w nic innego. Cewka zawsze zachowuje się tak, jak jest „zaprogramowana” na zachowanie. Nigdy nie zmienia się w coś w rodzaju źródła napięcia. Istnienie tej nieuniknionej pojemności pasożytniczej co łatwo tłumaczy, dlaczego napięcie gromadzi się w kolektorze Q1 (i dlaczego potrzebne są pewne środki, aby tego uniknąć).$C_c$

Ponieważ dioda przewodzi podczas counter emf. Napięcie przeciwne emf jest przeciwne do przyłożonego napięcia, więc dioda przechodzi w tym momencie w polaryzację do przodu. Tak czy inaczej jest w porządku, drugi jest zwykle używany do wyrażenia obwodu w tranzystorze sterującym cewki, takim jak tranzystor tip122