Un díode Flyback també s’anomena díode de roda lliure. També se l’anomena per molts altres noms, com ara díode de supresió, diode supressor, diode de captura o diode de pinça, díode de commutació. Aquí es fa servir el díode de captura per eliminar el retrocés, quan es veu la pujada brusca de la tensió a través de la càrrega inductiva quan es redueix bruscament el corrent de subministrament. Ajuda al circuit a danyar-se. S'evitarà la compra de nou circuit. El díode de roda lliure és una forma simplificada on hi ha la font de tensió connectat a un inductor amb un interruptor.
Disseny del díode de roda lliure
Al diagrama següent es col·loca un díode de roda lliure a través de l’inductor. Un díode flyback ideal tindrà una capacitat de corrent avançada de pic molt gran que ajuda a manejar els transitoris de tensió de la crema del díode, font d’alimentació de l’inductor és adequat per a la tensió de ruptura inversa i baixa caiguda de tensió cap endavant. Les pujades de tensió poden ser 10 vegades la tensió de la font d'energia que depèn de l'equip i de l'aplicació. S'entén que no subestimar l'energia que conté dins d'un inductor energitzat.
Diodo de roda lliure
El díode del volant pot provocar una posada endarrerida dels contactes quan es retira l'alimentació i s'utilitza un relé de bobina de CC. Això es deu a la circulació contínua de corrent al díode i a la bobina del relé. L’obertura de contactes és molt important perquè una resistència de baix valor es col·loca en sèrie amb el díode, cosa que ajuda a dissipar l’energia de la bobina més ràpidament.
En volant aplicació díodes Schottky s’utilitzen per convertidors de potència de commutació , perquè tindran una caiguda directa més baixa, és a dir, 0,2V. Aquests també responen ràpidament en polarització inversa en cas que l’inductor s’està tornant a energitzar. Mentre transfereix l’energia de l’inductor a un condensador, dissipa menys energia
Funcionament del díode de roda lliure
El principi de funcionament del díode de roda lliure serà senzill i s’explicarà amb tres circuits. Això permetrà entendre clarament com funciona realment. En estat estacionari, l’interruptor estarà tancat durant molt de temps, de manera que l’inductor s’energia completament i es comporta com si fos un curt
Interruptor tancat, sense díode Flyback
Ara el corrent baixarà del terminal positiu al terminal negatiu de la font de tensió , a través de l’inductor. Si s’obre l’interruptor, l’inductor resistirà la caiguda sobtada de corrent. Si dI / dt és gran, el voltatge és gran mitjançant l’energia emmagatzemada del camp magnètic i crearà el seu propi voltatge.
Interruptor obert, inductor energitzat, sense díode de retrocés
Es crea un potencial positiu extremadament gran on una vegada hi havia un potencial negatiu i es crea un potencial negatiu quan un cop hi havia un potencial positiu. L'interruptor es mantindrà a la tensió de la font d'alimentació, però s'ha mantingut en contacte amb l'inductor i reduirà la tensió negativa. Com que l'interruptor està obert, per tant, no es fa cap connexió físicament que permeti que el corrent continuï fluint, es produeix un arc a través de la bretxa d'aire a causa de la gran diferència de potencial de l'interruptor obert.
Ara això es resol mitjançant l'ús de díodes Flyback. El problema de l'arc de fam permet en deixar que l'energia es dissipi a través de pèrdues en el fil per l'inductor per treure-hi corrent en un bucle continu, el díode i la resistència.
Interruptor obert, inductor energitzat, protecció contra díodes Flyback
El díode s’invertirà esbiaixat quan l’interruptor estigui tancat contra la font d’alimentació i que no existeixi al circuit a efectes pràctics. No obstant això, el díode es fa esbiaixar cap endavant quan s’obre l’interruptor, en relació amb l’inductor, i permet conduir el corrent en un bucle circular des del potencial positiu a la part inferior de l’inductor fins al potencial negatiu a la part superior. La tensió a través de l’inductor serà una funció de la caiguda de tensió directa del díode Flyback. El temps total de dissipació pot variar, però durarà uns quants mil·lisegons
Els díodes de roda lliure o els díodes Flyback es connecten bàsicament a través de bobines inductives per evitar pics de tensió en cas que s'apagui l'alimentació dels dispositius. Hi haurà un augment fort de la tensió quan la potència a la càrrega inductiva, és a dir, bobines i altres inductors estan apagats. Després, segons la llei de Lenz, la direcció d’aquest voltatge serà oposada a la tensió aplicada. La bobina del relé es carrega magnèticament quan el corrent comença a fluir i emmagatzema l'energia al camp magnètic al voltant de la bobina.
El corrent a la bobina tendeix a disminuir si hi ha una interrupció de la font d'alimentació, aquest efecte provocarà un augment de la tensió. La tensió induïda saltarà pels contactes dels relés connectats a les bobines. La vida dels contactes es veurà afectada quan es produeixin espurnes i arcs.
Els transistors que poden conduir les bobines del relé es farà malbé els components electrònics amb l’espiga de tensió. El pic de la tensió estarà en la direcció inversa quan els díodes de roda lliure es connectin en polarització inversa a la tensió d’alimentació. Quan això passa llavors el curtcircuit té lloc a través del díode . El pic de tensió queda així curtcircuitat a través de la bobina. Això protegirà els circuits connectats.
A partir de l’equació V = Ldi / dt un dispositiu inductiu genera la tensió. El valor de di / dt serà gran quan el corrent caigui sobtadament a zero, la qual cosa es tradueix en un voltatge “inductiu”. Això provoca danys a la resta de components. El díode Flyback proporcionarà un camí per al flux de corrent inductiu. Ara es pot dir que el corrent a través de la combinació díode / inductor en el moment de l’apagada serà igual al corrent que flueix just abans de l’apagada.
La decadència exponencial I = imax (1-exp (-Lt / R)
- Imax = corrent inicial
- t = apagar
- L = inductància
- R = resistència en sèrie equivalent del circuit
Principi principal del díode Flyback
Quan el transistor estigui ON, estarà polaritzat inversament i no existirà en cap circuit. Quan els transistors s’APAGEN, el díode Flyback estarà esbiaixat cap endavant. El díode Flyback farà que l’inductor tregui corrent d’ell mateix en forma de bucle fins que tota l’energia es dissipi en cables i díodes. El díode Flyback fa que l’inductor tregui corrent d’ell mateix en un bucle fins que l’energia es dissipi en díodes i cables.
Quan el flux de corrent a un motor d’inducció de corrent altern de sobte s’interromp, i llavors l’inductor intenta mantenir l’augment de la tensió i el corrent invertint la polaritat. En absència de 'díode de roda lliure', el voltatge pot augmentar molt i pot danyar-se el dispositiu de commutació IGBT , Tiristor, etc. Mitjançant això, es deixa fluir el corrent invers pel díode i dissipar-se.
Quan s’utilitza un sol interruptor amb un transformador de ferro o ferrita commutat, el díode de roda lliure reduirà la velocitat de canvi de corrent i no transferirà energia al costat secundari i quan el dispositiu de commutació canviï l’inductor saturarà el nucli per passar un intens corrent. En transformador commutat , és millor no utilitzar un díode de roda lliure amb un motor per trencar-lo i malgastar energia en el mateix díode quan necessiti un bon dissipador de calor.
Aplicacions de díodes de roda lliure
Les càrregues inductives s’apaguen mitjançant dispositius semiconductors
- Controladors de relés
- Controladors de motors pont H
- Rectificador d'ona completa
Tot es tracta del funcionament del díode de roda lliure o del díode Flyback i les seves funcions. A més, qualsevol consulta sobre aquest article o per saber-ne més sobre la teoria de la unió PN Si us plau, doneu els vostres valuosos suggeriments comentant a la secció de comentaris a continuació. Aquí teniu una pregunta, Quina és la funció d’un díode flyback ?
