Desmagnetización rápida de la bobina del relé

En los últimos días, encontré una nota de aplicación en el sitio web de Maxim Integrated sobre la desmagnetización rápida de una carga inductiva:

https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/app-notes/6/6307.html

Existía la técnica de usar un diodo Zener en serie con el clásico diodo de rueda libre, y estoy interesado en saber cómo calcular el voltaje Zener y la potencia nominal, por ejemplo, para una bobina de relé de 24 VCC/400 mW.

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Respuestas (5)

Cuanto mayor sea el voltaje al que permita que la bobina se dispare, más rápido se apagará la corriente.

Algo, generalmente un transistor, está impulsando la carga inductiva. Debe mantener el voltaje de pico máximo por debajo de lo que matará al transistor. Diferentes transistores tienen diferentes voltajes de ruptura, consulte la hoja de datos del que está usando.

El Zener tiene que conducir la misma corriente que la bobina cuando está energizada, a una potencia dada por el producto de su voltaje por la corriente. Tiene que absorber la misma cantidad de energía que el calor que ha almacenado la bobina cuando está encendida. Rara vez encontrará clasificaciones de energía de pulso único para diodos zener, pero generalmente si manejarán la potencia y la corriente de una bobina pequeña, manejarán la energía. Si es una bobina grande y un zener pequeño (para ciertos valores de pequeño y grande), es posible que tenga problemas.

Casi cualquier zener manejará la corriente de 17 mA (disminuyendo rápidamente a cero) de la bobina. Un tipo normal de 400 mW estaría bien. Si insiste en usar el tipo SMT más pequeño, es posible que desee investigar la resistencia térmica transitoria, etc.

El voltaje debe ser lo más alto posible dadas las capacidades del transistor controlador. Dado que la carga es inductiva, debe buscar un área de operación segura y simplemente observar el voltaje de ruptura, especialmente para BJT de geometría pequeña. En caso de duda, un transistor más grande suele ser una buena idea.

El voltaje de Zener debe seleccionarse de manera que Vdc+Vzener+Vf sea menor que el voltaje de ruptura de su interruptor de lado alto.

La potencia instantánea del zener debe ser mayor que Vzener*Ion; y la potencia continua del zener debe ser lo suficientemente alta para hacer frente al ciclo de trabajo de conmutación del relé.

Elija factores de seguridad para sus voltajes y potencias que se adapten a sus necesidades.

El voltaje Zener se elige para mantener el voltaje en el drenaje del MOSFET por debajo de su voltaje de ruptura.

Ejemplo: VDC = 330 Voltios Vruptura = 650 Voltios Vflyback = 200 Voltios (Voltaje desarrollado por la bobina)

Vmargen = Vdesglose - Vflyback - VDC

Vmargen = 650 - 330 - 200 = 120 voltios

Vzener debe ser más pequeño que Vmargin.

En este caso particular, elegiría un diodo Zener de 100 voltios.

Nota: En mi fórmula, omití la inductancia de fuga de la bobina para simplificar mi respuesta.

Si el zener tiene la capacidad de generar más vatios de los que consume normalmente la bobina del relé, no habrá forma de dañar el zener, porque no hay forma de poner más energía en el zener que la que entra primero en la bobina.