Uso de diodos amortiguadores para motores y relés de CC

El diodo "correcto" para usar en esta aplicación es el diodo Schottky.
Es un diodo mucho más rápido que los demás. Los Zeners NO son la opción adecuada.

Imagine que hay un condensador a través del diodo (en paralelo). Este condensador debe cargarse antes de que el diodo pueda comenzar a conducir. Si el capacitor es más grande, se tarda más en comenzar a conducir, y eso permite que el pico de voltaje aumente más antes de que se apague.

Todos los diodos tienen este condensador en su interior. Se llama "capacitancia de unión". Los diodos Schottky tienen un condensador mucho más pequeño que los diodos de silicio (es decir, 1N4148, 1N4001). Eso significa que se encenderán más rápido, mucho más rápido.

1N4001 es un diodo muy lento: es un diodo de potencia destinado a funcionar en aplicaciones de potencia de baja frecuencia como la rectificación de 120/230 V CA (es decir, 50 o 60 Hz). Eso es miles, quizás millones de veces más lento que un pico de voltaje inductivo de un relé, por lo que es perfectamente adecuado para esa aplicación.

El 1N4148 es un diodo de 'pequeña señal', diseñado para conmutar señales muy, muy ligeras y de baja potencia. Es diminuto y no es adecuado para amortiguar esos picos de alto voltaje sin fallar.

En mi empresa, usamos millones de diodos 1N5819 en pequeños motores de CC para este mismo propósito. Tenga en cuenta el diodo que tiene, encontré una hoja de datos y no enumera la capacitancia de unión, pero ES un diodo de alta potencia. Es probable que una alta potencia sea igual a una gran unión, lo que significa una gran capacitancia. En otras palabras, de los tres diodos que tienes a mano, es la mejor opción. Pero puede que no sea una buena opción... Es posible que desee buscar un diodo mucho más rápido (1N5819 probablemente sea demasiado pequeño para su aplicación; busque un dispositivo más grande con una "recuperación inversa" muy baja o nula; esa es una medida de velocidad de conmutación).

Hay otras opciones. Por ejemplo, podría usar un transistor para cambiar el actuador LENTAMENTE. Los transistores no solo se activan/desactivan. Si usa un MOSFET y coloca una pequeña red RC en la puerta, la tasa de cambio de ENCENDIDO a APAGADO se ralentizará, lo que limitará la tasa de cambio de corriente a través de su actuador. Según la ley de Faraday, el voltaje inducido es proporcional a la tasa de cambio de la corriente. Entonces, si tarda 1 ns en detenerlo, obtendrá un gran pico. Tómese unos milisegundos para apagarlo, probablemente no obtendrá un pico medible. Un MOSFET demasiado lento o demasiado pequeño, y lo quemará: un MOSFET de alta potencia como probablemente "cualquier cosa" en un paquete TO-220 debería ser adecuado.

Respuesta corta: ciertamente podría usar cualquiera de los tres diodos. En su aplicación, no necesita diodos rápidos (los relés son lentos). Solo debes asegurarte de que el diodo soporte la tensión de alimentación de la bobina del relé, así como la corriente en la bobina.

Ahora, creo que el 1N4001 debería ser el más apropiado (o 1N4148, excepto que tiene una clasificación de corriente más baja. ¿Tal vez sea suficiente?). El diodo Schottky podría funcionar, pero no necesita ni su velocidad ni su clasificación actual.

Si desea controlar un relé con un arduino (o cualquier otro microcontrolador), le sugiero un circuito similar a este . Este circuito ciertamente puede incluso simplificarse:

• excepto si debe encender y apagar el relé a velocidades muy altas (NO recomendado por cierto), ciertamente podría quitar el diodo zener en serie con el 1N4001
• R2 se puede quitar (reemplazar por circuito abierto) si siempre está conectado a un pin arduino
• Se puede omitir R1 (reemplazado por cortocircuito)

Para el mosfet: un BS170 debería ser suficiente para la mayoría de los relés.

En lo que respecta a la capacitancia de unión de un diodo, esto no es lo que retrasará el encendido del diodo, al menos no aquí. Además, el diodo Schottky que propone tiene la capacitancia de unión más alta (450pF), en comparación con el 1N4001 (15pF) o el 1N4148 (4pF).

El problema que puede aparecer en los diodos utilizados como diodos de rueda libre (snubber), es más bien la velocidad de apagado. El nombre exacto es "Tiempo de recuperación inversa" (trr). Si estuviera fabricando una fuente de alimentación de modo conmutado (con frecuencias de conmutación que van desde unas pocas decenas hasta unos pocos cientos de kilohercios), este parámetro sería de gran importancia, y ciertamente no usaría un 1N4001.