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¿Por qué hay un diodo conectado en paralelo a una bobina de relé?

En la mayoría de los circuitos eléctricos con un relé, se conecta un diodo en paralelo a la bobina del relé. ¿Por qué? ¿Es siempre una buena práctica?

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El diodo es una muy buena idea. Se llama diodo de rueda libre. Esta respuesta cubre los detalles (y por eso puse esto como un comentario solamente): electronics.stackexchange.com/a/56323/930 Desplácese hasta donde dice "Algunos antecedentes". En resumen, el diodo toma la energía almacenada en la bobina del relé cuando se desconecta la corriente. Sin el diodo, la energía no tiene lugar para ir y causará un pico de tensión grande y probablemente destructivo.

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@zeb ¿Giro libre = flyback?

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Andreas Puntos 741

Dado que un inductor (la bobina del relé) no puede cambiar su corriente instantáneamente, el diodo flyback proporciona un camino para la corriente cuando la bobina se apaga. De lo contrario, se produciría un pico de tensión que provocaría la formación de arcos en los contactos del interruptor o la posible destrucción de los transistores de conmutación.

¿Es siempre una buena práctica?

Normalmente, pero no siempre. Si la bobina del relé es accionada por la CA, un Diodo TVS (o alguna otra pinza de tensión) y/o una amortiguador (serie RC). Un diodo no funcionaría en este caso, ya que actuaría como un cortocircuito durante el semiciclo negativo de la CA. (Véase también León Rojo SNUB0000 para obtener información sobre la aplicación)

Para los relés accionados por corriente continua, se suele utilizar un diodo, pero no siempre. Como señaló Andy aka, a veces se desea una tensión más alta que la que permite un diodo por sí solo para una desconexión más rápida del relé (u otros como solenoides, transformadores flyback, etc.). En este caso, a veces se añade un diodo TVS unidireccional en serie con el diodo flyback, conectado ánodo a ánodo (o cátodo a cátodo). Se puede utilizar una resistencia en serie en lugar del diodo TVS, pero la tensión de cierre es más determinante si se utiliza el diodo TVS.

Si se utiliza un MOSFET como elemento de conmutación, normalmente se sigue necesitando el diodo flyback ya que el diodo de cuerpo está en la dirección opuesta para que sirva de algo. Una excepción a esto es un MOSFET que es "Repetitive Avalanche Rated" (como IRFD220 ). Normalmente se dibuja con un símbolo de diodo zener para el cuerpo del diodo. Estos MOSFETs están diseñados para sujetar el voltaje a un nivel que puedan soportar, permitiendo el voltaje más alto para un apagado más rápido de la bobina. A veces se coloca un diodo TVS externo unidireccional (o zener) en paralelo con el MOSFET con el mismo propósito, o si el MOSFET no puede manejar la "corriente de avalancha repetitiva" o la "energía de avalancha repetitiva", o si la tensión de ruptura de la avalancha es más alta de lo deseado.

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@Sz. Gracias por el comentario y por proporcionar un enlace que funciona. Fyi, aquí es un enlace revisado a la original Semtech doc: semtech.com/uploads/documents/what_are_tvs_diodes.pdf ... Cualquiera de los dos enlaces debería ser adecuado para quien necesite más información sobre los diodos TVS.

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ianb Puntos 659

¿Es siempre una buena práctica?

Casi siempre es una buena práctica y es muy efectiva PERO, si necesitas un relé que se desactive lo más rápido posible, entonces hay métodos alternativos. La razón por la que es lento es porque cuando el circuito a la bobina del relé se abre, toda la energía almacenada en la bobina del relé fuerza una corriente a través del diodo del volante hasta que esa energía se "gasta".

El diodo actúa como un cortocircuito con una pequeña caída de voltios hacia delante y con la resistencia del relé (tal vez 100 ohmios), retrasará la desactivación del relé unos milisegundos más. Esto no suele ser un problema, pero si lo es, poner una resistencia en serie con el diodo significa que la energía se "gasta" mucho más rápido.

El lado negativo es que tu transistor controlador tiene que "sufrir" un pulso de tensión que es significativamente mayor que Vsupply + 0,7V - puede ser el doble de la tensión de alimentación cuando se utiliza una resistencia pero, en la mayoría de los circuitos, encontrar un transistor que pueda ser adecuadamente nominal no suele ser un problema.

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Para evitar los posibles retrasos (mínimos, sin embargo) causados al añadir un diodo en antiparalelo sobre el relé, podrías poner un diodo zener sobre el CE del transistor en su lugar (ánodo a emisor/tierra, cátodo a colector), con un voltaje zener ligeramente inferior al Vceo máx del transistor. Por ejemplo, en el caso de un BC547, puede utilizar un diodo zener con una tensión zener de 30V (el Vceo máximo de un BC547 es de 45V). Esto creará una desactivación más rápida del relé.

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GetFree Puntos 495

Cuando la corriente a través de una bobina se desconecta, la bobina (al ser un inductor) tratará de mantener la corriente. Cuando no hay camino para esta corriente, el voltaje a través de la bobina aumentará rápidamente, y la corriente encontrará un camino, justo a través del aislamiento de un chip o transistor, destruyendo ese componente. El diodo proporciona un camino para esta corriente, por lo que la energía almacenada en la bobina se puede disipar de forma segura.

Así que sí, es una buena idea proporcionar una vía de descarga.

Un diodo en paralelo a la bobina es probablemente la forma más utilizada, pero hay otras formas, como un snubber (R+C) o un diodo zener a tierra. Una resistencia en serie con el diodo puede hacer que el relé se caiga más rápido.

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Tratará de -> WILL :-)

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snazzyapples Puntos 16

Cuando un relé electromecánico es desenergizado rápidamente por un interruptor mecánico semiconductor, el campo magnético que colapsa produce una transitorio de tensión importante en su esfuerzo por dispersar la energía almacenada y oponerse al cambio repentino del flujo de corriente. Un relé de 12VDC, por ejemplo, puede generar una tensión de 1.000 a 1.500 voltios durante el apagado. Por ello, es una práctica común suprimir las bobinas de los relés con componentes que limitan la tensión de pico a un nivel mucho menor, proporcionando una vía de descarga para la energía magnética almacenada.

Utilizar sólo un diodo en vacío no siempre es la mejor práctica. Aquí hay algunos métodos de supresión:

  1. Un diodo supresor de transitorios bilateral
  2. Un diodo rectificador de polarización inversa en serie con un diodo zener C. Un varistor de óxido metálico (MOV).
  3. Un diodo rectificador de polarización inversa en serie con una resistencia.
  4. Una resistencia, cuando las condiciones permiten su uso, suele ser la supresión más supresión más económica.
  5. Un diodo rectificador de polarización inversa.
  6. Un "snubber" de resistencia-condensador. Generalmente es la solución menos económica y ya no se considera una solución práctica.
  7. Una bobina bifilar con el segundo devanado utilizado como dispositivo de supresión. Esto no es muy práctico ya que añade al relé un coste y un tamaño considerables.

La técnica sugerida para la supresión de la bobina del relé es utilizar un diodo rectificador con polarización inversa y un diodo zener en serie en paralelo con la bobina. Esto permite que el relé tenga una dinámica de liberación óptima y una buena vida de los contactos.

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Marquee Puntos 6

Siempre que el flujo de corriente a través de una bobina de alambre se detiene, se crea un pico de tensión. Este pico es el resultado del colapso del campo magnético alrededor de la bobina. El movimiento del campo a través de la bobina produce un pico de tensión que puede dañar los componentes electrónicos. Es entonces cuando entra en juego el diodo de apriete. Instalando un diodo C en paralelo con la bobina, se crea un bypass para los electrones durante el tiempo que el circuito está abierto o la corriente a través de la bobina se detiene.

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¿Qué es un "diodo C"? Discutir sobre los electrones no es útil y causa mucha confusión. Casi todos los análisis de circuitos se realizan utilizando la corriente convencional (que fluye de positivo a negativo). Bienvenido a EE.SE.

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