Colocación correcta del diodo de rueda libre

Un puente H con una carga inductiva y diodos de retorno integrados en los MOSFET (o complementados) se basa en volcar la energía inductiva de retorno en un capacitor a través del suministro y, por lo tanto, el pico percibido se convierte en una rampa relativamente pequeña en Voltaje.

Dentro de un ciclo PWM (por ejemplo), esa pequeña rampa de voltaje se anula. Lo que ve durante varios ciclos es un pequeño voltaje de ondulación triangular superpuesto en los rieles de alimentación. Lo que obtienes es recuperación de energía y un aumento en la eficiencia debido al almacenamiento y reutilización de esa energía.

Por lo tanto, determine la inductancia de fuga de la carga, calcule la corriente máxima en la carga inductiva y calcule la capacitancia de la fuente de alimentación necesaria para limitar la ondulación a (quizás) 1Vp-p.

Estoy a favor de usar el puente H de la manera más eficiente posible.

1. Complemento a la respuesta de Daniel: busque el voltaje de ruptura en la hoja de datos de un TVS. Hay un rango significativo allí. Puede ser muy difícil especificar el TVS de modo que nunca conduzca, incluso cuando el suministro esté en el rango de tolerancia superior durante el período, pero siempre conduce (descomposición) antes que los diodos del cuerpo, incluso cuando el suministro está en el rango de tolerancia inferior. durante el período de descanso.

2. La corriente reactiva del inductor cuando los interruptores están apagados no sería mayor que la corriente impulsada cuando los interruptores están encendidos. La misma capacitancia que evita que el suministro disminuya cuando se enciende también debe evitar que el suministro aumente cuando se apaga en una proporción similar.

3. El uso de un elemento resistivo para sujetar el voltaje completo significa que la energía se disipa y se desperdicia. Si la energía almacenada de forma reactiva se devuelve (en su mayoría) a la capacitancia del suministro, se recicla y no se disipa como calor.

Si desea investigar más a fondo la sujeción de TVS, busque dispositivos bidireccionales.

Respuesta al nuevo diagrama en cuestión:

El nuevo esquema que ha mostrado no tiene sentido incluso si le agrega un suministro en cualquier lugar.

A continuación se muestra solo un regulador de dinero. A veces lo ve dibujado de esta manera, especialmente para aplicaciones de tipo LED.

Cuando el interruptor está apagado, la energía almacenada del inductor se transfiere a la carga (y C1 que alimenta la carga). En particular, no desea que la "corriente de retorno se apague muy rápidamente", esta transferencia de energía es una parte integral de la operación de conmutación. Si la corriente nunca se apaga, ese es el modo de corriente continua.

Si reemplaza D1 con un interruptor activo, entonces es un buck sincrónico o medio puente. Simplemente busque estos nombres, hay mucha información disponible.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

No creo que quiera hacerlo de esa manera, porque el voltaje de umbral inverso para el Zener debe ser igual o mayor que el voltaje de suministro para evitar una ruptura inversa durante el funcionamiento normal.

Entonces, si tiene que empujar TANTO voltaje a través del diodo para la corriente libre, sucederán dos cosas:

1. el diodo se calentará MUCHO (corriente significativa x voltaje significativo = POTENCIA)
2. el diodo podría ni siquiera conducir

Para el caso del n.° 2, si la ruptura inversa del Zener es mayor que el voltaje de suministro más el Vf del diodo del cuerpo en el MOSFET, la corriente simplemente pasará por el diodo del cuerpo de todos modos.

La función real de estos diodos en un circuito de puente H es mantener esa corriente fuera de los diodos del cuerpo MOSFET, lo que reduce la potencia que tienen que disipar y la temperatura de funcionamiento.

Muchas veces con puentes H de baja potencia, los diodos se dejan fuera sin problema.

Además, no hay necesidad de hacer Zeners D1-D4. Pueden ser diodos de silicio regulares ya que solo necesitan conducir hacia adelante y sujetar Vdd y tierra.