이 릴레이 회로에서 플라이 백 다이오드 문제 및 풀인 및 홀드 전류 문제

이것은 기본적인 질문 일 수도 있지만 여전히 어려움을 겪고 있습니다. 이 회로도에서, 2 개의 제너 다이오드 (D1 및 D2)는 릴레이 코일 (L1)을 가로 질러 연속적으로 연결된다. 1 분기의 BVds = -30V. 5.1V zeners 대신 D1 및 D2에 15V (Vz = 15V) zener를 사용할 수 있습니까? 릴레이를 끄는 동안 릴레이 코일 또는 접점이 손상 될 수 있습니까? 필요한 경우이 릴레이 (5V DC 표준 코일)를 사용하고 있습니다.

또한 릴레이 코일의 정상 상태 전류 소비를 줄이려면 RC ckt를 회로도에 따로 사용하고 싶습니다. Q1이 켜지 자마자 충전되지 않은 커패시터는 일시적으로 데드 쇼트 (dead short)로 나타나 최대 전류가 릴레이 코일을 통해 흐르고 채터없이 릴레이 접점을 닫습니다. 그러나 커패시터가 충전됨에 따라 릴레이 코일을 통한 전압과 전류가 모두 감소합니다. 릴레이 코일을 통한 모든 전류가 R1을 통해 이동하는 지점까지 커패시터가 충전되면 회로가 정상 상태에 도달합니다. 드라이브 전압이 제거 될 때까지 접점은 계속 닫혀 있습니다.

이 RC ckt- 'A'또는 'B'로 표시된 섹션을 회로도에 넣는 가장 좋은 장소는 어디입니까? 차이가 있습니까? 섹션 B는 Q1이 꺼지면 커패시터 C1이 접지를 통해 R1을 통해 방전 할 수 있기 때문에 최선의 선택 인 것 같습니다. 섹션 A에 RC ckt를 배치하면 C1이 어떻게 방전됩니까? 여기에 뭔가 빠졌습니까? 이 RC ckt를 넣는 것은 부작용이 있습니까? 더 나은 해결책이 있습니까?

내가 잘못했거나 누락 된 부분이 있으면 수정 해주세요.

2012-07-09의 UPDATE1 :

위의 회로에서 6V DC 표준 코일 (위의 데이터 시트 참조), 48.5 옴 릴레이가 있다고 가정하십시오. 그리고 C1 = 10uF라고 말하십시오. R1C1 ckt가 상기 개략적 인 섹션 A에 위치한다고 가정하자. 전원 공급 장치는 + 5V입니다.

릴레이 코일에서 3V (Hold-on voltage) 드롭의 경우 전류는 약 62mA 여야합니다. 코일을 통해. 따라서 정상 상태에서 R1 양단의 강하는 2V입니다. 정상 상태에서 릴레이 코일을 통한 62mA 전류의 경우 R1은 32.33ohm이어야합니다.

그리고 C1의 충전은 정상 상태에서 2V x 10uF = 20uC입니다.

지금의 이 데이터 시트는이 시간을 운영 15ms의 최악의 경우로 제공됩니다. 위 데이터에서 RC = 48.5ohm x 10uF = 0.485 ms입니다. 따라서 Q1이 켜지 자마자 C1은 2.425ms 내에 거의 완전히 충전됩니다.

이제 릴레이가 접점을 닫기에 2.425ms의 지속 시간이 충분하다는 것을 어떻게 알 수 있습니까?

마찬가지로, 제너 D2 (Vz = 3.3V) + 다이오드 D1 드롭 0.7V에 의해 생성되고 역기전력이 3.3V로 클램핑되어 Q1이 꺼지 자마자 C1의 전압은 -2V + (-3.3이 됨) V-0.7V) = -2V. 그러나 C1에 대한 요금은 여전히 ​​20uC입니다. 커패시턴스는 일정하므로 Q1을 끈 직후 C1의 전압이 + 2V에서 -2V로 감소함에 따라 전하가 감소해야한다.
Q = CV를 위반하지 않습니까?

이 시점에서 역기전력으로 인해 릴레이 코일을 통해 흐르는 전류는 Q1을 끄기 전과 같은 방향으로 62mA가됩니다.

이 62mA 전류가 C1을 충전 또는 방전 합니까? Q1이 바로 꺼지 자마자 C1의 전압은 6V입니까? Q1이 꺼지 자마자 전류가 R1, C1, D1, D2 및 릴레이 코일에 어떻게 흐르는 지 알지 못했습니다.

누군가이 문제를 밝힐 수 있습니까?

2012-07-14의 UPDATE2 :

"인덕터의 전류는 순간적으로 변경되지 않습니다"-플라이 백 다이오드 D1이있는 동안 ( D1은 제너레이터가 아니라 소 신호 또는 쇼트 키 다이오드 이며 제너 D2는 위의 회로도에서 Q1이 되 자마자 제거됩니다) 꺼져, 현재 스파이크도 없을 것입니까 (몇몇 사용조차도 아님)?

전류 스파이크가있는 경우,이 피크에 최대 피크 순방향 전류 정격을 가진 다이오드를 선택한 경우이 스파이크 동안 흐르는 전류의 양 (이 경우 500mA 이상)이 플라이 백 다이오드를 손상시킬 수 있습니다. 약 200mA 정도.

62mA는 Q1이 켜져있을 때 릴레이 코일을 통해 흐르는 전류량입니다. 그래서, 릴레이 코일을 통해 전류는 것입니다 결코 조차 순간 (일부 usecs 말할)에 대한 - 62mA를 초과하지 후 Q1이 꺼져?

RC를 B면 또는 A면에 배치 할 수 있습니다. 구성 요소가 직렬로 배치되면 구성 요소의 순서는 작업에 중요하지 않습니다.

다이오드에 대하여. 릴레이를 끄면 FET의 드레인에 음의 전압이 발생할 수 있으며 플라이 백 다이오드를 사용하여 해당 전압을 0.7V 다이오드 드롭으로 제한합니다. 따라서 다이오드는 코일을 보호하는 것이 아니라 FET를 보호하는 역할을합니다. 제너를 사용하면 15V 제너를 사용하는 경우이 전압이 -5.7V 또는 -15.7V가됩니다. FET가 -30V를 처리 할 수 ​​있더라도 위험을 감수 할 이유가 없습니다. 따라서 정류기 나 신호 다이오드 또는 더 나은 쇼트 키 다이오드를 사용합니다.

코멘트를 다시 편집 하십시오
실제로 스위치를 끄는 시간 을 줄이기 위해 제너 (공통 다이오드와 결합되어 D1은 제너가 될 필요는 없습니다)를 사용할 수 있으며 Tyco는 이 응용 프로그램 노트 에서 언급 하지만 읽을 수는 없습니다. 마치 그들이 주장 하는 것처럼. 첫 번째 링크의 스코프 이미지는 스위치 오프 시간의 급격한 감소를 보여 주지만 릴레이를 비활성화 한 후 접점의 첫 번째 오프닝 사이의 시간을 측정합니다. 첫 번째 오프닝과 휴지 위치로의 복귀 시간은 아닙니다. 훨씬 적게 변경하십시오.

6V 계전기 및 RC 회로 편집 이 답변
에서 언급 한 것처럼 정격 전압 이하로 계전기를 작동 할 수 있으며 작동 전압이 4.2V이므로 계전기의 6V 버전을 5V에서도 사용할 수 있습니다. 9Ω 이하의 직렬 저항을 사용하면 4.2V가되고 커패시터가 필요하지 않습니다 (5V 공차를 주시하십시오!). 당신이 더 낮아지고 싶다면 당신은 혼자입니다. 데이터 시트는 반드시 홀드 전압을 제공하지 않습니다. 그러나 이것이 3V라고 가정하면 32Ω의 직렬 저항을 사용할 수 있으며 릴레이를 활성화하려면 커패시터가 필요합니다.

동작 시간은 최대 15ms (길이)이므로 커패시터가 충전되므로 릴레이 전압은 스위치를 켠 후 15ms까지 4.2V 아래로 내려 가지 않아야합니다.

이제 RC 시간을 계산해야합니다. R은 계전기의 코일 저항과 직렬 저항 (Tévenin의 결함)의 병렬이므로 19.3Ω입니다. 그때

$3 V + 2 V \cdot e^{\dfrac{- 0.015 ms}{19.3 \Omega \text{ C}}} = 4.2 V$

$\text{C}$

$\times$

62mA는 커패시터를 충전하거나 방전하지 않습니다. 우리는 종종 Kirchhoff의 현행법 (KCL)을 노드에 적용하지만 지역에도 적용됩니다.

C1과 R1 주위에 경계를 그리면 FET로가는 길이 차단 된 이후 외부 세계로가는 경로가 하나뿐임을 알 수 있습니다. 총 전류는 0이어야하므로 고유 한 연결을 통해 전류가 흐를 수 없습니다. 코일은 62mA를 자체적으로 관리해야하며, 제너에 의해 형성된 루프를 사용하여 그렇게합니다.

계전기는 직렬 저항이 큰 인덕터로 모델링 될 수 있습니다. 인덕터의 전류가 특정 수준에 도달하면 접점이 '인입'됩니다. 전류가 특정 낮은 수준 아래로 떨어지면 접점이 해제됩니다.

플라이 백 다이오드가 필요한 이유는 "유동식 유체 질량"으로 기계적 유추를 사용하기 위해 인덕터가 작동하기 때문입니다. 움직이는 물리적 질량이 순간적으로 정지 할 수없고 움직이는 질량이 무언가에 부딪 칠 때 발생하는 힘의 양은 인덕터와 마찬가지로 질량에 부여하려는 가속도에 비례합니다. 인덕터의 전류는 순간적으로 변하지 않지만 대신 전압에 비례하는 속도로 변합니다. 반대로 인덕터 양단의 전압은 외부 힘이 전류가 흐르는 속도를 변경하려고하는 속도에 비례합니다. 인덕터에서 전류를 순간적으로 차단하려고하는 장치는 즉시 전류를 차단하지 못합니다.

플라이 백 다이오드의 기능은 인덕터의 전류에 트랜지스터 이외의 경로를 제공하는 것입니다. 전류는 적어도 잠시 동안 어딘가에 계속 흐르고 있어야하며 플라이 백 다이오드는 안전한 경로를 제공합니다. 간단한 플라이 백 다이오드의 한 가지 제한 사항은 전류가 "너무 잘 흐르게"유지할 수 있다는 것입니다. 인덕터의 전류가 떨어지는 속도는 인덕터 전체의 전압 강하에 비례합니다 (내재 된 직렬 저항의 전압 강하 포함). 인덕터 양단의 전압이 낮을수록 전류가 떨어지기까지 시간이 더 걸립니다. 플라이 백 다이오드와 직렬로 제너 다이오드를 추가하면 인덕터 전류가 떨어지는 속도가 증가하여 릴레이가 꺼지는 시간이 줄어 듭니다.