Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Sklep HeluKabel
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Dobór diody do elektromagnesu.

bulion84 15 Mar 2016 11:56 1443 19
  • #1 15 Mar 2016 11:56
    bulion84
    Poziom 10  

    Witam,

    Sprawa niby prosta, ale wybór jest ogromny a ważna jest także cena (musi być jak najtaniej). Mam elektromagnes, który śmiga na 24V i pobiera 0.3A. Oczywiście to zwykła cewka więc bez zabezpieczenia ubije mi to mikrokontroler. Jasne jest dla mnie, że potrzebna dioda, ale jaka? Na jakie parametry zwracać uwagę? Czy 1N4934 będzie dobra?

    0 19
  • Sklep HeluKabel
  • #2 15 Mar 2016 12:06
    vonar
    Poziom 28  

    1N4934 może być, ale wystarczy 1N4148.

    0
  • #3 15 Mar 2016 12:10
    bulion84
    Poziom 10  

    Co znaczy może być? :) To dioda prostownicza, a Twoja propozycja to dioda przełączająca o jakieś 146ns szybsza :)

    0
  • Sklep HeluKabel
  • #5 15 Mar 2016 13:18
    bulion84
    Poziom 10  

    Jeszcze kwestia tego gdzie ją przylutować, bo przewody są długie, średnio 4m. Powinno się chyba przy samej cewce, ale czy mocno zaszkodzi jak będą przy mikroprocku? Byłoby wygodniej lutować je na PCB.

    0
  • #6 15 Mar 2016 13:24
    vonar
    Poziom 28  

    Mogą wzrosnąć zakłócenia emitowane przy wyłączaniu. Jeśli razem z przewodami do przekaźnika biegną jakieś inne sygnały to mogą przeniknąć na nie jakieś impulsy.

    0
  • #7 15 Mar 2016 13:30
    bulion84
    Poziom 10  

    Przewody do cewek idą same, nie ma żadnych sygnałowych. Zrobię tak: przylutuję je do PCB i jak okaże się, że są zakłócenia to przylutuje jeszcze jedną przy cewce, to że będą 2 w niczym nie zaszkodzi chyba? :) Jak zmierzyć ten pik generowany przez cewkę? Sonda oscyloskopu przy samej cewce?

    0
  • #8 15 Mar 2016 15:23
    jesion40
    Poziom 27  

    Nie powinno być problemu z diodami przy procku. Zauważ, że zakłócenia generowane przez przewody zależą od zmian prądu, który przez nie płynie. Przy takim montażu te zmiany będą wielokrotnie mniejsze, niż przy montażu diod przy cewce.

    Wystąpi za to skok napięcia od 0 do Vcc+0,7V na końcówce procka, ale to norma, na innych końcówkach przecież też są przebiegi.

    Jeżeli już chciałbyś dopieścić procek, to musiałbyś użyć diody Shottky, to gwarantuje pełny komfort :D

    0
  • #9 15 Mar 2016 15:43
    bulion84
    Poziom 10  

    jesion40 napisał:

    Wystąpi za to skok napięcia od 0 do Vcc+0,7V na końcówce procka, ale to norma, na innych końcówkach przecież też są przebiegi.


    Co to jest końcówka procka? Może się od tego zawiesić?

    0
  • #10 15 Mar 2016 16:37
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    bulion84 napisał:
    Powinno się chyba przy samej cewce
    Powinno. I to jak najbliżej. Długi przewód to długa antena...

    1
  • #11 15 Mar 2016 23:48
    jesion40
    Poziom 27  

    bulion84 napisał:
    jesion40 napisał:

    Wystąpi za to skok napięcia od 0 do Vcc+0,7V na końcówce procka, ale to norma, na innych końcówkach przecież też są przebiegi.


    Co to jest końcówka procka? Może się od tego zawiesić?
    Żart? Końcówka to taki drucik, który sterczy z obudowy procka czyli mikroprocesora :D

    Tak na poważnie - co do zasady dioda zamyka obwód pozwalając na podtrzymanie prądu płynącego przez cewkę przekaźnika. Żeby prąd popłynął przez diodę napięcie musi wzrosnąć do wartości napięcia przewodzenia ponad napięcie, do którego podłączona jest cewka.

    Jeżeli pomiędzy mikroprocesorem a cewką jest stopień pośredniczący na zwykłym tranzystorze, to w ogóle nie ma problemu. Przez chwilę sądziłem więc, że masz zamiar wysterować przekaźnik bezpośrednio z wyjścia mikroprocesora, ale przeczytałem jeszcze raz twój post i jasne, że nie skoro mowa o 24V i 300mA. O co więc się obawiasz?

    0
  • #12 16 Mar 2016 00:50
    DVDM14
    Poziom 35  

    jesion40 napisał:

    Jeżeli pomiędzy mikroprocesorem a cewką jest stopień pośredniczący na zwykłym tranzystorze, to w ogóle nie ma problemu. Przez chwilę sądziłem więc, że masz zamiar wysterować przekaźnik bezpośrednio z wyjścia mikroprocesora, ale przeczytałem jeszcze raz twój post i jasne, że nie skoro mowa o 24V i 300mA. O co więc się obawiasz?


    Ekhm, a tranzystorów to się nie zabezpiecza w takim układzie? Przecież od początku jasnym jest, że chodzi o zabezpiecznie klucza wyjściowego, nie samego uc...

    Jak słusznie zauważył kolega Usunięty dioda musi być tak blisko cewki jak to możliwe - w chwili odłączenia napięcia pojawi się impuls o sporej stromości zbocza i okablowanie będzie stanowić świetny emiter zakłóceń. Należy to wziąć pod uwagę chociażby ze względu na dobre praktyki projektowe.

    Nie kolego Jesion, długie przewody nie ograniczą w istotnym stopniu stromości zbocza i w żaden sposób nie pomogą, a jedynie zaszkodzą. ;)

    0
  • #13 16 Mar 2016 01:35
    jesion40
    Poziom 27  

    DVDM14 napisał:
    Nie kolego Jesion, długie przewody nie ograniczą w istotnym stopniu stromości zbocza i w żaden sposób nie pomogą, a jedynie zaszkodzą
    A mówią, że myślenie nie boli....

    No dobrze, po kolei:

    Przeanalizujmy co się dzieje przy włączeniu i wyłączeniu cewki podłączonej do płytki przez długie przewody w sytuacji, gdy dioda znajduje się na jednym albo na drugim końcu przewodów.

    Przy włączeniu elektromagnesu dioda nie odgrywa żadnej roli. Mam nadzieję, że nie muszę tłumaczyć dlaczego? Jak zmienia się prąd płynący przez cewkę a jak prąd płynący przez przewody? Po pierwsze tak samo, bo niezależnie gdzie wepniemy diodę nie płynie przez nią prąd, więc prąd cewki = prąd przewodów. Narastanie zbocza jest ograniczone przez indukcyjność cewki, więc o ile napięcie gwałtownie spada do 0, to prąd narasta według krzywej wykładniczej.

    A co się dzieje przy wyłączeniu? Klucz (np. tranzystor) gwałtownie przerywa obwód prądu. Ale cewka utrzymuje prąd na dotychczasowym poziomie, więc napięcie na wyjściu, do którego jest podłączona gwałtownie rośnie (tempo wzrostu ogranicza jedynie pojemność rozproszona) do poziomu, przy którym jakiś element obwodu otworzy drogę, którym będzie mógł popłynąć.

    Bez diody granicę wyznacza wytrzymałość klucza lub innych elementów - praktycznie grozi to uszkodzeniem. W obecności diody prąd zamyka się przez nią ograniczając wzrost napięcia do napięcia, do którego wpięta jest druga końcówka diody + napięcie przewodzenia np. 0,7V.

    Ale co z naszymi przewodami? Jeżeli dioda zapięta jest na zaciskach cewki, to prąd zamyka się w obwodzie cewka - dioda, więc prąd płynący przez przewody gwałtownie spada do zera! Natomiast gdy dioda będzie umieszczona na płytce, na drugim końcu przewodów, to prąd nadal będzie płynął przez przewody i stopniowo malał, wraz z prądem płynącym przez cewkę.

    Pomijam tu już kwestię indukcyjności tych przewodów, która po zamknięciu przez diodę obwodu na zaciskach cewki nadal może wygenerować szpilkę już na samym kluczu, którego to problemu nie ma, jeżeli dioda jest wpięta przy kluczu.

    Tak więc kolego DVDM wbrew temu, co twierdzicie wraz z kolegą Usuniętym diodę należy umieścić na drugim końcu przewodów a nie po stronie cewki, bo prędkości narastania zbocza napięcia nie ogranicza ani tu, ani tam (jedynie ogranicza wartość maksymalną napięcia), natomiast umieszczona przy cewce powoduje powstanie gwałtownego zbocza prądu w przewodach, a umieszczona na płytce pozwala by prąd ten (względnie) wolno opadał.

    A tak na marginesie jeżeli chce się chronić jakiś element obwodu, to dobrze jest chroniący go element umieścić jak najbliżej zacisków chronionego.


    Moderowany przez dondu:

    Ponieważ sypią się raporty kolegi postów, w imieniu raportujących zapytam jak kolega wytłumaczy zalecenia producenta przekaźników:

    Dobór diody do elektromagnesu.

    źródło: http://www.ia.omron.com/product/cautions/36/precautions_for_correct_use.html

    oraz:

    Cytat:
    To minimise the antenna-like radiation of this electromagnetic energy from wires connected to the inductor, the flyback diode should be connected as physically close to the inductor as practicable. This approach also minimises those parts of the circuit that are subject to an unwanted high-voltage — a good engineering practice.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Flyback_diode

    oraz dlaczego w niektórych przekaźnikach diody montowane są w środku blisko cewki?

    Dobór diody do elektromagnesu.

    0
  • #14 16 Mar 2016 10:07
    bulion84
    Poziom 10  

    W internecie pełno jest opisów, że dioda powinna być na zaciskach cewki. To co pisze kolega jesion40 ma dla mnie sens, więc nie wiem już kogo słuchać :) Przydałaby się odpowiedź na jego wpis, nadal uważacie, że po stronie cewki?

    Drugą kwestią, która mnie męczy jest czas reakcji diody. W specyfikacji są czasy rzędu 150ns pryz diodach prostowniczych i 4ns dla przełączających. Jak to się ma do układu? Bo to, że jedna czy druga dioda się nada mało mnie zadowala, chciałbym wiedzieć jakie są konsekwencje - pomijając już, że jedna wytrzyma więcej niż druga... Czy nie jest tak, że ten czas spowoduje opóźnienie w "wyłączeniu" się elektromagnesu?

    0
  • Pomocny post
    #15 16 Mar 2016 10:25
    jesion40
    Poziom 27  

    bulion84 napisał:
    W internecie pełno jest opisów, że dioda powinna być na zaciskach cewki. To co pisze kolega jesion40 ma dla mnie sens, więc nie wiem już kogo słuchać :) Przydałaby się odpowiedź na jego wpis, nadal uważacie, że po stronie cewki?
    Zawsze warto pomyśleć samemu. A na elektrodzie im wyższa ranga tym większe opory do przyznania się do błędu. Polemika z moderatorem grozi już śmiercią. Na szczęście tylko cywilną, na forum. :D

    bulion84 napisał:
    Drugą kwestią, która mnie męczy jest czas reakcji diody. W specyfikacji są czasy rzędu 150ns pryz diodach prostowniczych i 4ns dla przełączających. Jak to się ma do układu? Bo to, że jedna czy druga dioda się nada mało mnie zadowala, chciałbym wiedzieć jakie są konsekwencje - pomijając już, że jedna wytrzyma więcej niż druga... Czy nie jest tak, że ten czas spowoduje opóźnienie w "wyłączeniu" się elektromagnesu?
    Niepotrzebnie. To nie jest unikalny układ, takie rozwiązanie to standard. Nie wiem zresztą co właściwie chronisz, tzn. na czym ma być klucz bezpośrednio podpięty pod cewkę? W pierwszym poście napisałeś "więc bez zabezpieczenia ubije mi to mikrokontroler', przez co przez chwilę myślałem, że jakąś cewkę sterujesz wprost w jego wyjścia. Wtedy istotnie należałoby rozważyć nieco lepsze zabezpieczenie, ale nie ze względu na czas zadziałania, tylko dlatego, że zwykle w strukturze układu są diody, które mogą się otwierać w przypadku przepięcia na wyjściu, więc prąd mógłby popłynąć równolegle przez twoją diodę i tą w środku, co może być groźne. Wtedy stosuje się diody Schottky, które mają niższe napięcia pracy.

    Ale to nie ten przypadek, bo jak rozumiem jest tam jakiś stopień separujący, więc twoje obawy są najzupełniej zbędne.

    Co do czasu wyłączenia się elektromagnesu, to zupełnie inna kwestia. Elektromagnes wyłącza się gdy prąd płynący przez jego cewkę spadnie poniżej granicznego poziomu, czyli gdy energia zgromadzona w polu magnetycznym cewki wydzieli się w diodzie zamykającej obwód. Dlatego im wyższe napięcie tym szybciej wyłączy się elektromagnes, najszybciej by się wyłączył, gdyby żadnego zabezpieczenia nie było. Gdyby z jakiegoś powodu istotnie chodziło ci o możliwie szybkie wyłączenie elektromagnesu to należy zastosować tranzystor o wysokim maksymalnym napięciu Uce (czy Uds w przypadku polowego) i zamiast zwykłej diody dać np. diodę Zenera lub warystor. Ale przy zwykłej diodzie to i tak będą milisekundy, więc raczej potraktuj to jako ciekawostkę.

    0
  • #16 16 Mar 2016 10:37
    bulion84
    Poziom 10  

    Ok, to na początek schemat jak to wygląda:

    Dobór diody do elektromagnesu.

    Jeżeli elektromagnes wyłączy się z opóźnieniem 3ms to nie ma problemu. Ale już 7ms stanowi problem,dlatego pytam tak szczegółowo... Na schemacie jest opis "cewka przekaźnika" co w rzeczywistości jest cewką elektromagnesu.

    0
  • Pomocny post
    #17 16 Mar 2016 10:58
    jesion40
    Poziom 27  

    bulion84 napisał:
    Jeżeli elektromagnes wyłączy się z opóźnieniem 3ms to nie ma problemu. Ale już 7ms stanowi problem,dlatego pytam tak szczegółowo... Na schemacie jest opis "cewka przekaźnika" co w rzeczywistości jest cewką elektromagnesu.
    To z pewnością nie jest optymalny układ pod kątem szybkości wyłączenia.

    Co możesz poprawić?

    Po pierwsze R1 ma zbyt dużą wartość, po wyłączeniu BC547 bramka IRF... będzie się mozolnie rozładowywać przez R1. Ale wyłączenie IRF... i tak powinno trwać poniżej 1ms.

    Drugi element to czas spadku prądu w samej cewce. Wyjaśniłem powyżej na czym to polega. Możesz ten czas skrócić dając w szereg z diodą albo rezystor albo diodę Zenera tak dobraną, żeby nie przekroczyć dopuszczalnego napięcia Uds IRF..., które wynosi 55V. Dla zasilania do 30V pozostaje ci 25V na diody, więc Zener 18V byłby w sam raz.

    0
  • #18 16 Mar 2016 11:58
    bulion84
    Poziom 10  

    Dobór diody do elektromagnesu.

    Tak będzie dobrze? A jaka wartość R1 byłaby odpowiednia?

    0
  • Pomocny post
    #19 16 Mar 2016 17:05
    jesion40
    Poziom 27  

    bulion84 napisał:
    Dobór diody do elektromagnesu.

    Tak będzie dobrze? A jaka wartość R1 byłaby odpowiednia?
    Diodę Zenera trzeba włączyć odwrotnie, tak jak na rysunku będzie przewodzić jak zwykła dioda a chodzi o to, by było na nich (obu) wyższe napięcie, które szybciej odbierze energię z cewki.

    Co do R1, to jego wartość zawsze będzie stanowić kompromis pomiędzy stratami mocy (maleją ze wzrostem wartości R1) a czasem wyłączenia (rośnie ze wzrostem wartości R1). Układa będzie działał przy podanej wartości. Ja wybrałbym mniejszą, ale jeżeli czas wyłączenia będzie satysfakcjonujący to nie ma konieczności zmiany tej wartości.

    0
  • Pomocny post
    #20 16 Mar 2016 17:14
    robokop
    Moderator Samochody

    Zwykła dioda prostownicza, ew. przełaczająca - serie 1Nxxxx, BATxx itp. Ta dioda ma tylko i wyłącznie stłumić, czyli zewrzeć impuls napięcia , o polaryzacji odwrotnej niż zasilany. Zaraz doktoraty powstają, na temat prosto postawionego zagadnienia. Sama logika mówi, że im bliżej taki element będzie układu generującego impuls przepięciowy, tym mniejsze prawdopodobieństwo że coś po drodze zostanie uszkodzone. Nie będą to ani kW mocy traconej, ani idące w nieskończoność oscylacje, żeby szukać specjalizowanych transili, czy zwieraków iskrowych.

    0