¿Son correctos mis cálculos para el/los diodo/s de retorno?

Busqué algunas preguntas existentes e hice mis propios cálculos para mi propio problema.

Estoy cambiando un relé con un transistor BJT y me gustaría proteger el transistor del pico de voltaje en la bobina del relé, después de que el transistor deja de conducir.

Circuito:ingrese la descripción de la imagen aquí

Decidí conectar dos diodos en paralelo con mi relé. Un diodo schottky y un zener.

Primero determiné/verifiqué la hoja de datos del relé. Mi relé tiene un voltaje de bobina nominal de 5 V (esto es lo que usaré para cambiar mi relé menos la caída de voltaje de Vce) y una corriente de bobina de 35 mA (utilicé 40 mA en mis cálculos).

Luego busqué un BJT . Encontré uno con Vce_max igual a 40V y Vcb_max igual a 60V . La disipación de potencia máxima es de 200 mW.

Luego elegí un diodo schottky con Vf_max igual a 0.3V , voltaje pico inverso repetitivo 30V e Iforward 1A y un diodo zener con 2V Vz @ 5mA Iz. Observé el gráfico en la hoja de datos que muestra la curva de corriente / voltaje y la corriente de la bobina, que es una caída de voltaje de 40 mA en el diodo zener, es de 2.7 V.

En mi opinión, estos elementos elegidos están bien, ¿alguien puede confirmarlo?

El circuito no está diseñado para cambiar el relé con alta frecuencia. Está diseñado para abrir/cerrar puertas de garaje.

De los diodos que he elegido, ¿es correcta mi suposición de que la caída de voltaje en la bobina será de alrededor de 3 V (suma de los voltajes de zener y schottky) después de que el transistor deja de conducir y la bobina comienza a descargarse a través de los diodos?

Gracias de antemano.

Agregar esquema!!
Por qué ha elegido un zener y un diodo schottky me desconcierta por completo. Suena como un problema XY para mí.
Andy, se agregó el diodo zener para que la bobina del relé disipe la energía más rápido.
Agregué un esquema

Respuestas (2)

No hay razón para usar un Schottky en este circuito; los pocos cientos de mV adicionales realmente ayudarán, y si usa un Zener, desea que resulte en el voltaje máximo que el transistor puede manejar de manera segura.

A continuación se presentan tres circuitos posibles, de los cuales el primero es adecuado para sus propósitos. D1 puede ser 1N400x o 1N4148, solo necesita estar clasificado para el voltaje de suministro (+5) y para manejar la corriente de la bobina del relé (decenas de mA) por un corto tiempo. La caída del diodo zener (+serie, si la hay) tiene que ser menor que la clasificación de voltaje del transistor, pero podría tener que ser incluso menor dependiendo del SOA (área de operación segura) del transistor. El primer circuito no es tan duro para el transistor y cualquier pieza moderna (no intente con un transistor de RF incluso si las clasificaciones parecen estar bien) funcionará bien.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Los dos circuitos a la derecha le darán un poco más de vida al relé porque los contactos se abrirán más rápidamente (menos formación de arcos), pero probablemente no sea necesario para su aplicación. D2 es necesario porque el diodo Zener conducirá felizmente en la dirección de avance; se descompone en la dirección inversa. El circuito con D7 implica una parte menos, y es similar si hay una tapa de derivación cerca.

Estaba hablando de usar el circuito número 2 en su esquema. Agregué una imagen no para que quede más claro. Y quiero usar el diodo zener porque quiero que mi relé viva más tiempo como lo mencionaste si se agrega uno.
Su voltaje zener debe ser mucho más alto, tan alto como 25-30V para un transistor de 40V. El transistor ve brevemente +5+Vz+0.6V (asumiendo un diodo de silicio regular). Cuanto mayor sea el voltaje zener + el voltaje directo del diodo, más rápido cambiará el relé.
Básicamente, ¿está diciendo que debería implementar un diodo zener tal que el voltaje inverso alcance aproximadamente 25-30 V antes de que el diodo zener comience a conducir? La potencia disipada de esta manera sería muchas veces mayor y, por lo tanto, el relé se cerraría más rápido.
@GalErženPajič Exactamente correcto, excepto que no afectará en absoluto el cierre del relé, solo la apertura. Para acelerar el cierre tendrías que hacer algo diferente.
Lo siento, quise decir abrir :) Gracias, ¿cuál es su opinión sobre mi método para determinar los parámetros de los elementos que mencioné, además de que el voltaje del diodo zener es demasiado bajo? ¿Crees que voy en la dirección correcta/tomando en cuenta las cosas que debería?
@GalErženPajič Los parámetros principales para el diodo son que debe bloquear 5V y conducir brevemente 40mA. Los parámetros principales para zener son que debe tener el voltaje de ruptura deseado en aproximadamente 40 mA y debe estar bien con el pulso de corriente (normalmente unos pocos ms). El último requisito es un poco más difícil de cuantificar sin probar el relé y tener una buena hoja de datos para el zener que muestre la corriente pulsada permisible. A menudo, las hojas de datos japonesas son más completas.

Estás pensando demasiado en esto. Un solo diodo de silicio ordinario (p. ej., 1N4001) es más que suficiente para esta aplicación.

Agregar el zener puede reducir el tiempo de abandono en una pequeña cantidad, pero eso es completamente irrelevante para su aplicación.

Aquellos interesados ​​en la idoneidad de los diodos 1N400X como diodos flyback deben consultar cliftonlaboratories.com/diode_turn-on_time.htm . Los he estado usando en esta aplicación durante 40 años.
¿Agregar un diodo zener no extenderá la vida útil de mi relé?
@RoyC Gracias por el enlace. Es agradable verme acreditado allí. ;-)
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