¿Dónde debo colocar el diodo de retroceso en un interruptor de transistor?

Cuando manejamos cargas inductivas con transistores, usamos diodos de retroceso.

Lo que entiendo es que un diodo de retroceso proporciona un camino para que se descargue la carga inductiva. Además, un inductor intentará resistir el cambio en la corriente, convirtiéndose en algo así como una fuente de voltaje que generará la corriente de la misma manera que antes, en caso de una interrupción en la corriente (por ejemplo, cuando el transistor se apaga). ).

En los circuitos a continuación, hay dos ubicaciones diferentes del diodo de retroceso. D1 se coloca de forma lógica, de modo que la carga en L1 se descargue a través de él, protegiendo el colector de Q1 de sobretensiones o averías.

Sin embargo, el segundo circuito con D2 no tiene sentido para mí. ¿Cómo puede D2 prevenir cualquier daño cuando tiene polarización inversa? Rara vez veía esta configuración, sin embargo, la vi en un esquema de controlador de Lenze y no pude entenderlo.

¿Cómo previene D2 cualquier daño debido al retroceso inductivo?

Configuraciones de diodos de retroceso

¿Estás seguro de que D2 no era un zener?
No, era un diodo de silicio normal.
Casi seguro que esto es un engaño de uno que respondí en el pasado. Ah, aquí está: electronics.stackexchange.com/questions/26944
En una nota al margen: 1N4001 es un poco lento para esta aplicación. Normalmente veo 1N4148.
@jippie: 1N4001 puede manejar mucha más corriente que 1N4148. El 1N4001 es de hecho lento para apagarse, pero esto no es un problema si el inductor solo se enciende después de un tiempo de apagado lo suficientemente largo como para garantizar que el diodo ya no esté conduciendo. A partir de la información limitada proporcionada, no puede decir que el diodo indicado sea inapropiado y que 1N4048 sería mejor.

Respuestas (3)

El primer circuito D1 es correcto porque trata con seguridad el contragolpe inductivo.

El segundo circuito tiene poco sentido por sí solo. Como señaló Federico, D2 podría proporcionar un camino seguro para la corriente de retroceso si fuera un zener, pero no se muestra como un zener y un 1N4001 definitivamente no es un zener.

D2 podría tener sentido si L2 es más que un simple inductor y podría ser impulsado externamente hacia atrás. Ese podría ser el caso si se trata de un devanado de motor, por ejemplo. En ese caso, D2 recorta los voltajes negativos antes de que puedan dañar a Q2, pero no hace nada para limitar de manera segura el retroceso inductivo cuando el transistor está apagado.

La configuración zener hará que la corriente viaje a través del suelo, de regreso al suministro, creando un bucle más grande y puede crear un rebote de tierra significativo si la corriente de conmutación es lo suficientemente alta, donde el primer circuito con D1 trata con un área de bucle muy pequeña y no tiene una corriente que fluye a través de la tierra, ¿verdad?
@abdullah: Tiene razón sobre dónde fluyen las corrientes, pero no debería haber mucho rebote a tierra con un zener porque la misma corriente originalmente corría a tierra a través del transistor antes de que se apagara.
@OlinLathrop: según tengo entendido, usar un Zener como se muestra debería reducir el rebote a tierra y la perturbación del suministro, ya que con un diodo de retorno en la bobina, las corrientes de suministro y tierra casi "instantáneamente" se reducirían a nada cuando el transistor se apaga, mientras que con el Zener conectado a tierra se reduciría a nada a medida que se disipa la energía del inductor. Por otro lado, cualquier corriente de suministro que se extraiga durante ese tiempo representaría energía adicional que tendría que disiparse (desperdiciarse) en el zener.

Solo para señalar una cosa.

Suponga que D1 no está allí. Tu escribiste:

convirtiéndose en algo así como una fuente de voltaje que generará la corriente de la misma manera que antes

No. No lo pienses de esa manera. El inductor L1 no se convierte en nada más cuando se abre Q1. De hecho, L1 ni siquiera "ve" fuera de él. Solo ve su corriente y el voltaje diferencial a través de sus dos nodos, y los mantiene acoplados, de modo que la ley física que está programado para realizar ( v = L d i d t ), se realiza siempre . Si un circuito fuera una máquina multinúcleo, cada parte (en el modelo agrupado) sería un procesador de un solo núcleo que ejecutaría siempre el pequeño fragmento de código para el que estaría programado, sin saber nada acerca de las otras partes.

Cuando Q1 se abre, el inductor L1 sigue obedeciendo la ley física para la que está programado, y eso implica que, suponiendo tensiones y corrientes finitas (como es en la vida real), su corriente nunca puede tener una discontinuidad. Eso significa que la corriente a través de L1, justo después de que se abre Q1, tiene que ser exactamente igual a la corriente a través de L1 que existía justo antes de que se abriera Q1. El inductor simplemente continúa haciendo su "tarea". Lo que ha cambiado no es el inductor. es Q1. Ahora Q1 es un circuito abierto. Entonces, esa corriente que sigue circulando por L1, ¿adónde va? No hay D1 y Q1 está abierto. Bueno, va a la capacitancia parásita ( C C en el dibujo) que existe entre el colector de Q1 y tierra, y lo carga. Esa capacitancia parásita es muy pequeña pero MUY real. No hay manera de hacerlo cero. No se muestra en su esquema, pero solo porque es un esquema simplificado. El esquema real debería mostrar esta capacitancia parásita real y muchas cosas más. Ahora volvamos a la carga. Dado que es una capacitancia muy pequeña (puede estar muy por debajo de 1 pF), eso significa que incluso una pequeña corriente lo cargará muy rápidamente y hasta muchos voltios, debido a v = 1 C i · d t . La corriente a través de L1 no es ni siquiera una pequeña corriente. Por lo general, es una corriente "normal", o incluso una corriente alta. Eso significa que la capacitancia parásita C C puede cargarse muy rápidamente y hasta muchos voltios. Incluso muchos miles de voltios. Y eso es lo que puede destruir Q1.

Pero lo más importante es que no hay "magia" en la electrónica. Nada se convierte en otra cosa. El inductor siempre se comporta como está "programado" para comportarse. Nunca se convierte en algo así como una fuente de voltaje. Es la existencia de esa inevitable capacitancia parásita C C lo que explica fácilmente por qué se acumula voltaje en el colector de Q1 (y por qué se necesitan algunos medios para evitarlo).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Usted explica por qué se necesita alguna forma de protección. Pero no explica cómo D1 logra esto, y tampoco habla sobre la solución D2.
@FedericoRusso señala que una cosa que escribí estaba mal. Telaclavo tienes razón, y sabía que estaba equivocado, solo quería ser más comprensible y simple. Gracias por la respuesta, no sabía que estaba fluyendo a través de la capacitancia parásita.
Un problema con la analogía de la "máquina multinúcleo" es que las computadoras implementan relaciones causa/efecto unidireccionales. Un inductor es más como un volante (corriente == velocidad y voltaje == par); aplicar torsión al eje cambiará la velocidad, y los esfuerzos externos para cambiar la velocidad del eje harán que el inductor aplique torsión en una relación causa-efecto bidireccional continua.
Incluso si no hubiera una capacitancia parásita asociada con el transistor, solo el gran pico de voltaje desarrollado por el diligente inductor, tratando de ser un buen inductor, fácilmente podría ser lo suficientemente alto, como un voltaje, para romper el ahora "apagado". polarización de las partes internas del semiconductor, y permita que la corriente "atraviese el otro lado" y deje que (I ^ 2) * R cocine las cosas desde allí. Solo estoy siendo quisquilloso al decir que el voltaje por sí solo podría descomponer las uniones de semiconductores ahora aislantes. Probablemente estarían trabajando juntos, ayudándose mutuamente a hacer estallar el pobre Q1. dos transistores terroristas

Porque el diodo conduce durante el contador fem. El voltaje del contador fem es opuesto al voltaje aplicado, por lo que el diodo entra en polarización directa en ese momento. De cualquier manera está bien, el segundo generalmente se usa para expresar el circuito en un transistor de controlador de bobina como un transistor tip122