Funcionamiento del diodo de marcha libre o flyback y sus funciones

Funcionamiento del diodo de marcha libre o flyback y sus funciones

Un diodo Flyback también se denomina diodo de rueda libre. También se le llama por muchos otros nombres como diodo amortiguador, diodo supresor, diodo de captura o diodo de pinza, diodo de conmutación. Aquí, el diodo de captura se usa para eliminar el retroceso, cuando se observa un pico de voltaje abrupto a través de la carga inductiva cuando la corriente de suministro se reduce abruptamente. Ayuda a que el circuito no se dañe. Se le impedirá comprar un circuito nuevo. El diodo de rueda libre se simplifica cuando la fuente de voltaje es conectado a un inductor con un interruptor.

Diseño del diodo de rueda libre

En el siguiente diagrama, se coloca un diodo de rueda libre a través del inductor. Un diodo de retorno ideal tendrá una capacidad de corriente directa de pico muy grande que ayuda a manejar los transitorios de voltaje para que no quemen el diodo. fuente de alimentación del inductor es adecuado para tensión de ruptura inversa y caída de tensión directa baja. Las sobretensiones pueden ser 10 veces superiores a la tensión de la fuente de alimentación, lo que depende del equipo involucrado y de la aplicación. Se entiende que no se debe subestimar la energía que contiene dentro de un inductor energizado.


Diodo de rueda libre

Diodo de rueda libre



El diodo del volante puede provocar la caída de retardo de los contactos cuando se desconecta la alimentación y se utiliza el relé de bobina de CC. Esto se debe a la circulación continua de corriente en el diodo y la bobina del relé. La apertura de los contactos es muy importante porque una resistencia de bajo valor se coloca en serie con el diodo, lo que ayuda a disipar la energía de la bobina más rápidamente.

En volante aplicación diodos Schottky se utilizan para convertidores de potencia de conmutación , porque tendrán la caída hacia adelante más baja, es decir, 0.2V. Estos también responden rápidamente en polarización inversa en el caso de que el inductor se vuelva a energizar. Mientras transfiere la energía del inductor a un condensador, disipa menos energía

Diodo de rueda libre funcionando

El principio de funcionamiento del diodo de rueda libre será simple y se explicará con tres circuitos. Eso aclarará la comprensión de cómo funciona realmente. En el estado estable, el interruptor estará cerrado durante mucho tiempo, de modo que el inductor se energice completamente y se comporte como si fuera un corto

Interruptor cerrado, sin diodo de retorno

Interruptor cerrado, sin diodo de retorno

Ahora la corriente fluirá hacia abajo desde el terminal positivo al terminal negativo de la fuente de voltaje , a través del inductor. Si se abre el interruptor, el inductor resistirá la caída repentina de corriente. Si dI / dt es grande, entonces el voltaje es grande usando su energía de campo magnético almacenado y creará su propio voltaje.


Interruptor abierto, inductor energizado, sin diodo de retorno

Interruptor abierto, inductor energizado, sin diodo de retorno

Se crea un potencial positivo extremadamente grande donde alguna vez hubo potencial negativo, y se crea un potencial negativo donde antes hubo potencial positivo. El interruptor permanecerá al voltaje de la fuente de alimentación, pero ha permanecido en contacto con el inductor y bajará el voltaje negativo. Dado que el interruptor está abierto, por lo tanto, no se realiza una conexión física para permitir que la corriente continúe fluyendo, el arco a través del espacio de aire se produce debido a la gran diferencia de potencial del interruptor abierto.

Ahora esto se resuelve usando el diodo Flyback. El problema del arco de inanición al permitir hasta que la energía se disipa a través de las pérdidas en el cable por el inductor para extraer corriente de él en un bucle continuo, el diodo y la resistencia.

Interruptor abierto, inductor energizado, protección de diodo de retorno

Interruptor abierto, inductor energizado, protección de diodo de retorno

El diodo se polarizará inversamente cuando el interruptor se cierre contra la fuente de alimentación y no existe en el circuito para fines prácticos. Sin embargo, el diodo se polariza hacia adelante cuando se abre el interruptor, en relación con el inductor, y permite conducir la corriente en un bucle circular desde el potencial positivo en la parte inferior del inductor hasta el potencial negativo en la parte superior. El voltaje a través del inductor será una función de la caída de voltaje directo del diodo Flyback. El tiempo total de disipación puede variar, pero durará unos milisegundos.

El diodo de rueda libre o los diodos Flyback están conectados básicamente a través de bobinas inductivas para evitar picos de voltaje en caso de que se apague la energía de los dispositivos. Habrá un pico de voltaje agudo cuando la energía a la carga inductiva, es decir, bobinas y otros inductores están apagados. Entonces, de acuerdo con la ley de Lenz, la dirección de este voltaje será opuesta al voltaje aplicado. La bobina del relé se carga magnéticamente cuando la corriente comienza a fluir y almacena la energía en el campo magnético alrededor de la bobina.

La corriente en la bobina tiende a disminuir si hay una interrupción del suministro de energía, este efecto conducirá a un aumento en el voltaje. El voltaje inducido saltará a través de los contactos de los relés que están conectados a las bobinas. La vida útil de los contactos se verá afectada cuando se produzcan chispas y arcos eléctricos.

Los transistores que pueden conducir las bobinas del relé se dañará los componentes electronicos con el pico de voltaje. El pico de voltaje será en la dirección inversa cuando los diodos de rueda libre estén conectados en polarización inversa al voltaje de suministro. Cuando esto sucede entonces el cortocircuito se produce a través del diodo . Por tanto, el pico de tensión se cortocircuita a través de la bobina. Esto protegerá los circuitos conectados.

A partir de la ecuación V = Ldi / dt, un dispositivo inductivo genera el voltaje. El valor de di / dt será grande cuando la corriente caiga repentinamente a cero, lo que resultará en un voltaje de 'retroceso inductivo'. Esto da como resultado daños a los otros componentes. El diodo Flyback proporcionará una ruta para que fluya la corriente inductiva. Ahora se puede decir que la corriente a través de la combinación de diodo / inductor en el momento del apagado será igual a la corriente que fluye justo antes del apagado.

El decaimiento exponencial I = imax (1-exp (-Lt / R)

  • Imax = corriente inicial
  • t = apagar
  • L = inductancia
  • R = resistencia en serie equivalente del circuito

El principio principal del diodo de retorno

Cuando el transistor está ENCENDIDO, estará polarizado en reversa y no existirá en un circuito. Cuando los transistores están apagados, el diodo Flyback estará polarizado hacia adelante. El diodo Flyback hará que el inductor extraiga corriente de sí mismo en forma de bucle hasta que toda la energía se disipe en cables y diodos. El diodo Flyback hace que el inductor extraiga corriente de sí mismo en un bucle hasta que la energía se disipa en diodos y cables.

Cuando el flujo de corriente a un motor de inducción de CA se interrumpe repentinamente, entonces el inductor intenta mantener aumentando el voltaje y la corriente invirtiendo la polaridad. En ausencia de un 'diodo de rueda libre', el voltaje puede subir muy alto y dañar el dispositivo de conmutación IGBT , Tiristor, etc. De este modo, se permite que la corriente inversa fluya a través del diodo y se disipe.

Cuando se usa un solo interruptor con un transformador con núcleo de ferrita o hierro conmutado, entonces el diodo de rueda libre ralentizará la tasa de cambio de corriente y no transferirá energía al lado secundario y cuando el dispositivo de conmutación vuelva a encender el inductor y lo más probable es que saturará el núcleo para pasar una corriente pesada. En transformador conmutado , es mejor no usar un diodo de rueda libre con un motor para romperlo y desperdiciará energía en el diodo cuando necesite un buen disipador de calor.

Aplicaciones de diodos de rueda libre

Las cargas inductivas se desconectan mediante dispositivos semiconductores

Todo esto se trata sobre el funcionamiento del diodo de rueda libre o el diodo Flyback y sus funciones.Además, cualquier consulta relacionada con este artículo o para saber más. sobre la teoría de la unión PN , dé sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Cuál es la función de un diodo de retorno? ?