フライバックダイオードはフリーホイーリングダイオードとも呼ばれます。また、スナバダイオード、サプレッサダイオード、キャッチダイオードまたはクランプダイオード、整流ダイオードなど、他の多くの名前でも呼ばれます。ここでは、供給電流が急激に減少したときに誘導性負荷の両端で急激な電圧スパイクが発生した場合に、キャッチダイオードを使用してフライバックを排除します。回路の損傷を防ぎます。新しい回路を購入できなくなります。フリーホイーリングダイオードは、電圧源が インダクタに接続 スイッチ付き。
フリーホイーリングダイオードの設計
下の図では、フリーホイールダイオードがインダクタの両端に配置されています。理想的なフライバックダイオードは、非常に大きなピーク順方向電流容量を持ち、ダイオードの焼損による過渡電圧の処理に役立ちます。 インダクタの電源 逆方向のブレークダウン電圧と低い順方向電圧降下に適しています。電圧サージは、関連する機器とアプリケーションに応じて、電源の電圧の10倍になる可能性があります。通電されたインダクタ内に含まれるエネルギーを過小評価しないことが理解されます。
フリーホイーリングダイオード
フライホイールダイオードは、電源が切断され、DCコイルリレーが使用されている場合、接点の遅延ドロッププットを引き起こす可能性があります。これは、ダイオードとリレーコイルに電流が継続的に循環するためです。小さな値の抵抗がダイオードと直列に配置されているため、接点の開放は非常に重要です。これは、コイルのエネルギーをより速く放散するのに役立ちます。
フライホイールで アプリケーションショットキーダイオード に使用されます スイッチング電力変換器 、前方降下が最小、つまり0.2Vになるためです。これらは、インダクタが再通電されている場合にも、逆バイアスで迅速に応答します。インダクタからコンデンサにエネルギーを転送している間、それはより少ないエネルギーを消費します
フリーホイーリングダイオードの動作
フリーホイーリングダイオードの動作原理は単純で、3つの回路で説明されます。それはそれが実際にどのように機能するかを明確に理解するでしょう。定常状態では、スイッチが長時間閉じられるため、インダクタが完全に通電され、短いように動作します。
クローズドスイッチ、フライバックダイオードなし
これで、電流はの正端子から負端子に流れます。 電圧源 、インダクタを介して。スイッチが開いている場合、インダクタは電流の突然の低下に抵抗します。 dI / dtが大きい場合、蓄積された磁場エネルギーを使用して電圧が大きくなり、独自の電圧が生成されます。
オープンスイッチ、通電インダクタ、フライバックダイオードなし
かつては負の電位があった場所に非常に大きな正の電位が作成され、かつて正の電位があった場所に負の電位が作成されます。スイッチは電源の電圧のままですが、インダクタとの接触を維持し、負の電圧をプルダウンします。スイッチが開いているため、電流が流れ続けるように物理的に接続されていないため、開いているスイッチの電位差が大きいため、エアギャップを横切るアークが発生します。
これは、フライバックダイオードを使用することで解決されます。インダクタによるワイヤの損失によってエネルギーが消費されるまで、連続ループ、ダイオード、および抵抗でワイヤから電流を引き出すことによるスターベーションアークの問題。
オープンスイッチ、通電インダクタ、フライバックダイオード保護
スイッチが電源に対して閉じられ、実用的な目的で回路に存在しない場合、ダイオードは逆バイアスされます。ただし、スイッチを開くと、インダクタに対してダイオードが順方向にバイアスされ、インダクタの下部の正の電位から上部の負の電位に循環ループで電流を流すことができます。インダクタ両端の電圧は、フライバックダイオードの順方向電圧降下の関数になります。散逸の合計時間は異なる場合がありますが、数ミリ秒続きます
フリーホイールダイオードまたはフライバックダイオードは、基本的に誘導コイルの両端に接続され、デバイスへの電源がオフになった場合の電圧スパイクを防ぎます。誘導性負荷、つまりコイルとへの電力供給時に急激な電圧スパイクが発生します 他のインダクタ オフになっています。次に、レンツの法則によれば、この電圧の方向は印加電圧と反対になります。リレーのコイルは、電流が流れ始めると磁気的に帯電し、コイルの周りの磁場にエネルギーを蓄えます。
電源が遮断されるとコイルの電流が減少する傾向があり、この影響により電圧が急上昇します。誘導電圧は、コイルに接続されているリレーの接点を飛び越えます。火花やアークが発生すると、接点の寿命に影響します。
駆動できるトランジスタ リレーコイル 破損します 電子部品 電圧スパイク付き。フリーホイーリングダイオードが逆バイアスで電源電圧に接続されている場合、電圧スパイクは逆方向になります。これが起こったとき ダイオードを介して短絡が発生します 。したがって、電圧スパイクはコイルの両端で短絡されます。これにより、接続された回路が保護されます。
式V = Ldi / dtから、誘導デバイスが電圧を生成します。電流が突然ゼロに低下すると、di / dtの値が大きくなり、「誘導キック」電圧が発生します。これにより、他のコンポーネントが損傷します。フライバックダイオードは、誘導電流が流れる経路を提供します。これで、ターンオフ時にダイオードとインダクタの組み合わせを流れる電流は、ターンオフ直前に流れる電流と等しくなると言えます。
減衰指数 I = imax（1-exp（-Lt / R）
- Imax =初期電流
- t =オフにする
- L =インダクタンス
- R =回路の等価直列抵抗
フライバックダイオードの主な原理
トランジスタがオンの場合、トランジスタは逆バイアスされ、回路に存在しなくなります。トランジスタがオフの場合、フライバックダイオードは順方向にバイアスされます。フライバックダイオードは、エネルギー全体がワイヤとダイオードで消費されるまで、インダクタをループの形でそれ自体から電流を引き出すようにします。フライバックダイオードは、エネルギーがダイオードとワイヤで消費されるまで、インダクタがループ内でそれ自体から電流を引き出すようにします。
いつ AC誘導モーターへの電流の流れ が突然中断されると、インダクタは極性を反転させることによって電圧と電流の増加を維持しようとします。 「フリーホイーリングダイオード」がない場合、電圧が非常に高くなり、損傷する可能性があります スイッチングデバイスIGBT 、サイリスタなど。これにより、逆電流がダイオードを流れて放散します。
単一のスイッチがスイッチドアイアンまたはフェライトコアトランスとともに使用される場合、フリーホイーリングダイオードは電流変化の速度を遅くし、2次側に電力を転送しません。また、インダクタがスイッチングデバイスによってスイッチバックされると、おそらくコアを飽和させて大電流を流します。に スイッチドトランス 、モーター付きのフリーホイールダイオードを使用して破壊しないことをお勧めします。適切なヒートシンクが必要な場合は、ダイオード自体の電力を浪費します。
フリーホイーリングダイオードアプリケーション
誘導性負荷は半導体デバイスによってオフにされます
- リレードライバー
- Hブリッジモータードライバー
- 全波整流器
これは、フリーホイーリングダイオードまたはフライバックダイオードの動作とその機能に関するものです。さらに、この記事に関する質問や詳細については、 PN接合理論について 、下のコメントセクションにコメントして、貴重な提案をしてください。ここにあなたへの質問があります、 フライバックダイオードの機能は何ですか ？
