Frage: Welche größe von fly-back diode tun ICH benötigen für meine induktive last?
Meine Antwort: Sperrdioden haben eine Größe basierend auf der Verlustleistung
\$ P = 1/10 (I ^ 2) R\$
P: energie zerstreut in der Sperrdiode
I: steady state strom fließt durch die induktivität (fly-back diode nicht leitenden)
R: widerstand der Sperrdiode in Leitung
Beweis:
Die Sperrdiode wird auf einer konstanten Temperatur gehalten; Dioden haben einen konstanten Leitungswiderstand, wenn sie auf einer konstanten Temperatur gehalten werden. (wenn sich die Temperatur ändert, ändert sich auch der Diodenwiderstand)
Jetzt verhält sich die leitende Diode wie ein Widerstand, so dass sich die Frage stellt: Wie viel Strom muss ich im Innenwiderstand meiner Diode abführen?
Durch Beobachtung einer Serie RL Kurve wissen wir, dass die Induktivität entlädt oder lädt in 5 Zeitkonstanten und eine Zeitkonstante ist gleich der Induktivität geteilt durch den Serienwiderstand (\ $ T = L / R \ $).
Einige mathematische Leute sagten uns, dass die in einem Induktor gespeicherte Energie ist:
\$E = (1/2)L(I ^ 2)\$. Hier ist E in Joule, L in Henrys. Sie sagten auch, dass Leistung Energie pro Sekunde ist (\ $ P = E / Zeit \ $). Hier ist die Leistung in Watt.
So… wenn unser Verständnis von Physik funktioniert… die Zeit, in der sich der Induktor entlädt, beträgt: \ $ 5 (L / R) \ $ Sekunden, und in dieser Zeit wird eine gespeicherte Energie von \ $ (1/2) L (I ^ 2) \ $ Joule freigesetzt. Dabei ist R der leitende Widerstand der Sperrdiode, I der durch die Sperrdiode fließende Strom und L die den Strom liefernde Induktivität.
Wenn wir nach der Macht suchen, passiert etwas sehr Interessantes…\$P = ((1/2)L(I^2)R) / (5L)\$ Hier hebt L auf und \$P = 1/10(I^2)R\$. Wir wissen, dass R der Widerstand der Diode in der Leitung ist und I der Strom ist, der während der Entladung durch die Diode fließt. Aber jetzt, was ist der Diodenstrom während der Entladung?
Betrachten Sie eine Schaltung als solche:
Simulieren Sie diesen Schaltplan, der mit CircuitLab erstellt wurde
R1 ist der Innenwiderstand von L1 und R2 ist unser Ladewiderstand. D1 fungiert als Sperrdiode, und R3 ist der Leitungswiderstand von D1.
Wenn der Schalter geschlossen ist und wir ewig warten, fließt ein Strom von 10mA durch den Stromkreis und die Induktivität speichert eine Energie von 50µJ (50 Mikrojoule).
Mit erhaltung der energie theorie:
Wenn der schalter geöffnet ist, die induktivität kehrt polarität zu versuchen zu halten die 10mA strom. Die Sperrdiode ist leitend vorgespannt, und eine Energie von 50µJ wird durch den Diodenwiderstand in \ $ 5 (L / R) = 500 \ mathrm {ms} \ $ abgeführt. Die in der Diode abgegebene Leistung beträgt 50µJ / 500ms = 100µW (100 Mikrowatt).
\$(1/10) (10\ mathrm{mA} ^2) (10\mathrm {ohm}) = 100\mathrm{\mu W}\$
Um die letzte Frage zu beantworten: Der Diodenstrom während der Entladung kann als gleich dem stationären Ladestrom von 10mA angesehen werden, wenn die Gleichung verwendet wird: \ $ P = 1/10 (I ^ 2)R\ $. Während der Strom während der induktiven Entladung tatsächlich exponentiell abnimmt und nicht konstant 10 mA beträgt, ermöglicht diese Vereinfachung eine schnelle Berechnung der erforderlichen Diodenleistung in einer Schaltung durch Kenntnis der Anfangsbedingungen.
Viel Glück mit Ihren Entwürfen und verwenden Sie niemals Technologie für böse Zwecke.