ไดโอด Flyback เรียกอีกอย่างว่าไดโอดอิสระ นอกจากนี้ยังมีชื่อเรียกอื่น ๆ อีกมากมายเช่นไดโอด snubber, ไดโอดตัวป้องกัน, ไดโอดจับหรือไดโอดแคลมป์, ไดโอดสับเปลี่ยน ที่นี่จับไดโอดใช้เพื่อกำจัดฟลายแบ็คเมื่อพบเห็นแรงดันไฟฟ้าที่ขัดขวางอย่างฉับพลันในโหลดอุปนัยเมื่อกระแสไฟฟ้าลดลงอย่างกะทันหัน ช่วยไม่ให้วงจรเสียหาย จะได้รับการป้องกันจากการซื้อวงจรใหม่ ไดโอด Freewheeling เป็นรูปแบบที่เรียบง่ายโดยมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า เชื่อมต่อกับตัวเหนี่ยวนำ ด้วยสวิตช์
การออกแบบ Freewheeling Diode
ในแผนภาพด้านล่างไดโอดอิสระถูกวางไว้บนตัวเหนี่ยวนำ ไดโอดฟลายแบ็คในอุดมคติจะมีความจุกระแสไฟฟ้าไปข้างหน้าสูงสุดที่ใหญ่มากซึ่งช่วยในการจัดการแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวจากการเผาไหม้ไดโอด แหล่งจ่ายไฟของตัวเหนี่ยวนำ เหมาะสำหรับแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับและแรงดันตกไปข้างหน้าต่ำ แรงดันไฟกระชากอาจถึง 10 เท่าของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟซึ่งขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องและการใช้งาน เป็นที่เข้าใจกันว่าไม่ควรประเมินพลังงานที่มีอยู่ในตัวเหนี่ยวนำที่มีพลังงานต่ำเกินไป
ไดโอด Freewheeling
ไดโอดของมู่เล่อาจทำให้หน้าสัมผัสหล่นเมื่อถอดไฟออกและใช้รีเลย์ขดลวด DC นี่เป็นเพราะการไหลเวียนของกระแสอย่างต่อเนื่องในไดโอดและขดลวดรีเลย์ การเปิดหน้าสัมผัสมีความสำคัญมากเนื่องจากตัวต้านทานค่าต่ำถูกวางไว้ในอนุกรมกับไดโอดซึ่งช่วยในการกระจายพลังงานของขดลวดได้เร็วขึ้น
ในมู่เล่ แอปพลิเคชั่นไดโอด Schottky ใช้สำหรับ การสลับตัวแปลงไฟ เนื่องจากจะมีการลดลงไปข้างหน้าต่ำที่สุดนั่นคือ 0.2V สิ่งเหล่านี้ยังตอบสนองอย่างรวดเร็วด้วยอคติย้อนกลับในกรณีของตัวเหนี่ยวนำกำลังถูกกระตุ้นอีกครั้ง ในขณะที่ถ่ายโอนพลังงานจากตัวเหนี่ยวนำไปยังตัวเก็บประจุจะกระจายพลังงานน้อยลง
Freewheeling Diode ทำงาน
หลักการทำงานของไดโอดอิสระจะง่ายและจะอธิบายด้วยสามวงจร นั่นจะทำให้เข้าใจชัดเจนว่ามันทำงานอย่างไร ในสภาวะคงที่สวิตช์จะปิดเป็นเวลานานเพื่อให้ตัวเหนี่ยวนำได้รับพลังงานเต็มที่และทำงานราวกับว่าเป็นช่วงสั้น ๆ
สวิตช์ปิดไม่มีไดโอด Flyback
ตอนนี้กระแสจะไหลลงจากขั้วบวกไปยังขั้วลบของ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ผ่านตัวเหนี่ยวนำ หากสวิตช์เปิดอยู่ตัวเหนี่ยวนำจะต้านทานการลดลงอย่างกะทันหันของกระแสไฟฟ้า ถ้า dI / dt มีขนาดใหญ่แรงดันไฟฟ้าจะมีขนาดใหญ่โดยใช้พลังงานสนามแม่เหล็กที่เก็บไว้และจะสร้างแรงดันไฟฟ้าของตัวเอง
สวิตช์เปิด, ตัวเหนี่ยวนำที่มีพลังงาน, ไม่มีไดโอด Flyback
ศักยภาพเชิงบวกขนาดใหญ่มากถูกสร้างขึ้นโดยที่ครั้งหนึ่งเคยมีศักยภาพเชิงลบและศักยภาพเชิงลบจะถูกสร้างขึ้นซึ่งครั้งหนึ่งเคยมีศักยภาพเชิงบวก สวิตช์จะยังคงอยู่ที่แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ แต่ยังคงสัมผัสกับตัวเหนี่ยวนำและจะดึงแรงดันไฟฟ้าลบลง เนื่องจากสวิตช์กำลังเปิดอยู่ดังนั้นจึงไม่มีการเชื่อมต่อทางกายภาพเพื่อให้กระแสไหลต่อไปส่วนโค้งข้ามช่องว่างของอากาศจึงเกิดขึ้นเนื่องจากความต่างศักย์ที่มากของสวิตช์เปิด
ตอนนี้แก้ไขได้โดยใช้ Flyback diode ปัญหาความอดอยาก - อาร์กโดยปล่อยให้พลังงานถูกกระจายผ่านการสูญเสียในสายโดยตัวเหนี่ยวนำเพื่อดึงกระแสจากมันในวงต่อเนื่องไดโอดและตัวต้านทาน
สวิตช์เปิด, ตัวเหนี่ยวนำที่มีพลังงาน, การป้องกันไดโอด Flyback
ไดโอดจะกลับด้านแบบเอนเอียงเมื่อปิดสวิตช์กับแหล่งจ่ายไฟและไม่มีอยู่ในวงจรเพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตามไดโอดจะกลายเป็นแบบเอนเอียงไปข้างหน้าเมื่อสวิตช์เปิดขึ้นโดยสัมพันธ์กับตัวเหนี่ยวนำและอนุญาตให้นำกระแสไฟฟ้าในวงวงกลมจากศักย์บวกที่ด้านล่างของตัวเหนี่ยวนำไปยังศักย์ลบที่ด้านบน แรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวเหนี่ยวนำจะเป็นฟังก์ชันของแรงดันตกไปข้างหน้าของไดโอดฟลายแบ็ค เวลารวมในการกระจายอาจแตกต่างกันไป แต่จะคงอยู่ไม่กี่มิลลิวินาที
โดยทั่วไปแล้วไดโอด Freewheel หรือไดโอด Flyback จะเชื่อมต่อกับขดลวดอุปนัยเพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นในกรณีที่ปิดเครื่อง จะมีแรงดันไฟฟ้าที่แหลมคมเมื่อจ่ายไฟให้กับโหลดอุปนัยเช่นขดลวดและ ตัวเหนี่ยวนำอื่น ๆ ถูกปิด จากนั้นตามกฎหมาย Lenz ทิศทางของแรงดันไฟฟ้านี้จะตรงข้ามกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ขดลวดของรีเลย์ได้รับประจุไฟฟ้าเมื่อกระแสไฟฟ้าเริ่มไหลและเก็บพลังงานไว้ในสนามแม่เหล็กรอบขดลวด
กระแสไฟฟ้าในขดลวดมีแนวโน้มที่จะลดลงหากมีการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟผลกระทบนี้จะนำไปสู่แรงดันไฟกระชาก แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะกระโดดข้ามหน้าสัมผัสของรีเลย์ซึ่งเชื่อมต่อกับขดลวด อายุการใช้งานของหน้าสัมผัสจะได้รับผลกระทบเมื่อเกิดประกายไฟและประกายไฟ
ทรานซิสเตอร์ที่สามารถขับได้ ขดลวดรีเลย์ จะได้รับความเสียหาย ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยแรงดันไฟฟ้าขัดขวาง แรงดันไฟฟ้าจะอยู่ในทิศทางย้อนกลับเมื่อเชื่อมต่อไดโอดอิสระแบบย้อนกลับกับแรงดันไฟฟ้า เมื่อเป็นเช่นนี้แล้ว ไฟฟ้าลัดวงจรเกิดขึ้นผ่านไดโอด . แรงดันไฟฟ้าขัดขวางจึงลัดวงจรทั่วขดลวด สิ่งนี้จะป้องกันวงจรที่เชื่อมต่อ
จากสมการ V = Ldi / dt อุปกรณ์อุปนัยสร้างแรงดันไฟฟ้า ค่าของ di / dt จะมากเมื่อกระแสลดลงอย่างกะทันหันจนเป็นศูนย์ซึ่งส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้า 'อุปนัยเตะ' ส่งผลให้ส่วนประกอบอื่น ๆ เสียหาย ไดโอด Flyback จะให้เส้นทางสำหรับกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำไหล ตอนนี้อาจกล่าวได้ว่ากระแสที่ผ่านไดโอด / ตัวเหนี่ยวนำรวมกันในช่วงเวลาของการปิดเครื่องจะเท่ากับกระแสที่ไหลก่อนที่จะปิด
เลขชี้กำลังการสลายตัว ฉัน = imax (1-exp (-Lt / R)
- Imax = กระแสเริ่มต้น
- t = ปิด
- L = ตัวเหนี่ยวนำ
- R = ความต้านทานอนุกรมที่เท่ากันของวงจร
หลักการสำคัญของ Flyback Diode
เมื่อทรานซิสเตอร์เปิดอยู่ทรานซิสเตอร์จะเอนเอียงแบบย้อนกลับและจะไม่มีอยู่ในวงจร เมื่อทรานซิสเตอร์ปิดไดโอด Flyback จะเอนเอียงไปข้างหน้า ไดโอด Flyback จะทำให้ตัวเหนี่ยวนำดึงกระแสจากตัวเองในรูปแบบของลูปจนกว่าพลังงานทั้งหมดจะกระจายไปในสายไฟและไดโอด ไดโอด Flyback ทำให้ตัวเหนี่ยวนำดึงกระแสจากตัวมันเองเป็นวงจนกว่าพลังงานจะกระจายไปในไดโอดและสายไฟ
เมื่อ กระแสไฟฟ้าไปยังมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ ถูกขัดจังหวะอย่างกะทันหันจากนั้นตัวเหนี่ยวนำจะพยายามรักษาการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและกระแสโดยการกลับขั้ว ในกรณีที่ไม่มี 'ไดโอดอิสระ' แรงดันไฟฟ้าอาจสูงมากและสามารถสร้างความเสียหายได้ อุปกรณ์เปลี่ยน IGBT , ไทริสเตอร์ ฯลฯ ด้วยเหตุนี้กระแสไฟฟ้าย้อนกลับจึงได้รับอนุญาตให้ไหลผ่านไดโอดและกระจาย
เมื่อใช้สวิตช์เดี่ยวกับเหล็กสวิทช์หรือหม้อแปลงเฟอร์ไรต์ cored ไดโอดอิสระจะชะลออัตราการเปลี่ยนแปลงกระแสและจะไม่ถ่ายโอนพลังงานไปยังด้านที่สองและเมื่อตัวเหนี่ยวนำถูกเปลี่ยนกลับโดยอุปกรณ์สวิตชิ่งและส่วนใหญ่อาจเป็นไปได้ มันจะทำให้แกนอิ่มตัวเพื่อส่งกระแสหนัก ใน เปลี่ยนหม้อแปลง มันจะดีกว่าที่จะไม่ใช้ไดโอดอิสระกับมอเตอร์เพื่อทำลายมันและจะสิ้นเปลืองพลังงานในไดโอดเองเมื่อต้องการตัวระบายความร้อนที่ดี
แอพพลิเคชั่น Freewheeling Diode
โหลดอุปนัยถูกปิดโดยอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์
- ไดรเวอร์รีเลย์
- ไดรเวอร์มอเตอร์ H-bridge
- วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น
ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับไดโอดอิสระหรือไดโอด Flyback ที่ทำงานและหน้าที่ของพวกเขานอกจากนี้คำถามใด ๆ เกี่ยวกับบทความนี้หรือต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม เกี่ยวกับทฤษฎีการแยก PN โปรดให้ข้อเสนอแนะที่มีค่าของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณ อะไรคือหน้าที่ของไดโอดฟลายแบ็ค เหรอ?
