단락으로 작동하지 않는 다이오드


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나는 최근에 온라인 회로 시뮬레이터로 게임을 시작했으며 매우 간단한 회로에서 동작을 이해할 수 없습니다.

전류 제한 저항을 통해 다이오드와 인덕터에 병렬로 연결된 전압 소스가 있습니다. 내가 아는 한 다이오드는 양극이 전압 소스의 양극 단자에 연결될 때 단락처럼 작동해야합니다. 이 시뮬레이터에서는 매우 이상한 일이 발생합니다. 스위치를 닫을 때 많은 전류가 다이오드를 통과하고 (인덕터를 통해 매우 소량) 몇 초 후에 다이오드가 멈추기 전까지는 상당한 전류 강하가 없습니다. 완전히. 왜 그런 겁니까?

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

시뮬레이터의 회로에 대한 링크 : 링크 (swtich를 클릭하여 닫고 시뮬레이션을보십시오)


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시뮬레이션을 보지 않고, 다이오드에서 마술 연기의 방출을 정확하게 시뮬레이션한다고 말하면서 추측을 할 것입니다.
Mels

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아, 그렇지 않습니다 시뮬레이터의 회로에는 질문에 언급되지 않은 전류 제한 저항이 포함되어 있습니다.
Mels

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회로도 및 파형의 + 스크린 샷을 반영하도록 편집했습니다.
Enric Blanco

답변:


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다른 사람들이 지적했듯이, 다이오드는 "완벽한"단락 (또는 개방) 회로가 아닙니다. 그러나 "제한"을 이해하면 제한 영역을 제외한 모든 이상화 된 동작을 사용할 수 있습니다.
특정 회로의 경우 인덕터가 처음에는 개방 회로로 나타나고 정상 상태에 도달하면 단락으로 나타납니다. 이것은 처음에는 회로가 저항과 다이오드 (직렬) 만 전원 공급 장치에 연결된 것처럼 작동한다는 의미입니다. 따라서 다이오드는 순방향 바이어스되어 단락처럼 작동합니다.
인덕터가 정상 상태에 도달하면 전체 전압이 0이되고 다이오드 전체의 전압이 0이됩니다. 다이오드는 순방향 바이어스를 위해 최소 .6V가 필요하므로 인덕터의 전압이 .6V 아래로 떨어지면 전도가 중지됩니다. 이 시점에서 회로는 저항과 인덕터 (직렬) 만 전원에 연결된 것처럼 작동합니다.
시뮬레이터 올바른 회로 동작을 보이고 있음을 알 수 있기를 바랍니다 .


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초기에 인덕터는 전류의 변화에 ​​저항하여 다이오드의 저항을 최소화하고 대부분의 전류를 전달합니다. 인덕터의 자기장이 축적되면 더 많은 전류가 흐를 수 있으므로 전압이 감소합니다. 다이오드는 설명하기 위해 순방향 전압 강하 (일반적으로 0.6V)를 가지므로 인덕터 양단의 전압이 다이오드의 순방향 전압 아래로 떨어지면 전류가 흐르지 않습니다.


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또한 해당 회로를 끄면 역기전력으로 다이오드를 튀길 수 있습니다.
Simon Richter

@Meis, 그러나 다이오드의 전압이 순방향 전압보다 클 때 다이오드가 단락처럼 동작해야한다면 왜 전류가 인덕터를 통과하려고합니까?
yanivps

@yanivps, 다이오드는 않기 때문에 하지 단락 회로처럼 동작합니다. 다이오드가 한 방향으로 단락되고 다른 방향으로 개방 회로처럼 작동한다는 아이디어 는 실제 동작을 크게 단순화 한 것입니다.
솔로몬 느린

@SimonRichter 1N400x 시리즈를 포함한 많은 전력 다이오드가 제로가 아닌 정전 용량을 가지고 있다는 사실을 고려할 때 짧은 전압 스파이크를 처리 할 수 ​​없었습니까?
Caleb Reister

전압 스파이크가되지 않을 것 (꽤 상당한) 인덕터에서 백 EMF를 방출 할 수있는 회로에 아무 것도 없다는 것을 고려, 짧은. 나는 수학을하지 않았지만 역 고장을 피하기 위해 상당히 강력한 다이오드를 가져와야한다고 생각합니다.
Mels

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예, 이전 포스터가 맞습니다. 더 명확하게 말하면, 다이오드는 단락 회로가 아니라 임계 값 장치이며, 다이오드를 가로 지르는 전압이 (전도 방향으로 바뀔 때) 일반적으로 0.6V (특별한 유형에 따라 다름)보다 큰 값을 가질 때마다 전도를 시작합니다 .
따라서 전압이 0.6V보다 낮을 때 전류가 흐르지 않고 전압이이 임계 값 전류를 넘을 때마다 이와 같이 작동합니다.

인덕터는 전류의 갑작스런 변화에 다른 방식으로 반응하고, 임피던스라고 불리는 것을 나타냅니다. 즉 저항 R이 있지만 주파수에 직접적으로 의존하는 구성 요소 인덕턴스 L도 있습니다.

따라서 전압 공급 장치에서 갑자기 연결되거나 연결이 끊어진 인덕터는 잠시 동안 전압을 상승시켜 반응하며 전류는 초기에는 거의 0이되고, 작은 전류 및 전압은 0에 가까워 질 때 잠시 후에 잠시 정산됩니다.

회로의 다이오드는 전압이 증가하는 것을보고 (코일에서 전류는 거의 0이지만) 닫히고 스파이크가 코일을 통해 흐르게하여 코일의 과도한 전압과 다이오드의 큰 전류를 줄입니다. 아주 짧은 시간 동안 흐릅니다.

일반적으로 SNUBBER라고하는 매우 일반적인 배열은 일부 스위칭 릴레이 또는 솔리드 스테이트 장치에서 찾을 수있는 것입니다. 이 기능은 일시적으로 큰 전압 스파이크를 수행하여 코일 절연을 차단하는 과도한 전압 스파이크를 중지 한 다음 코일의 전압이 0에 가까워 질 때 닫히는 것입니다. 나는 단지 위의 방정식과 관측을 평신도 용어로 번역했을 때 도움이되기를 바랍니다.


1
앞으로는 답을보다 쉽게 ​​읽을 수 있도록 문단으로 분할해야합니다. 스위치는 탭이 아닙니다. 스위치를 열면 전류가 흐르지 않습니다. // (이번에 편집했습니다.)
Oskar Skog

다이오드가 실제 단락이 아니라고 언급하면 ​​+1입니다.
Oskar Skog

1
Shockley 방정식과 함께 전형적인 다이오드의 IV 특성에 대해 약간 추가하는 것이 좋습니다.
Caleb Reister


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인덕터의 경우

V=나는

모든 정상 상태 조건에서 시간에 따른 전류 변화는 없으므로 인덕터 양단의 전압은 0이어야합니다.

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