なぜリレーコイルに並列接続されたダイオードがあるのですか？

リレーを備えたほとんどの電気回路では、リレーのコイルにダイオードが並列に接続されています。どうして？常に良い習慣ですか？

インダクタ（リレーコイル）は瞬時に電流を変更できないため、フライバックダイオードは、コイルがオフになったときに電流の経路を提供します。そうしないと、電圧スパイクが発生し、スイッチ接点でアーク放電が発生したり、スイッチングトランジスタが破壊される可能性があります。

常に良い習慣ですか？

通常、ただし常にではありません。リレーコイルがACで駆動される場合、双方向TVSダイオード（またはその他の電圧クランプ）および/またはスナバ（シリーズRC）を使用する必要があります。この場合、ダイオードはACの負の半サイクル中に短絡として機能するため、機能しません。（アプリケーション情報については、Red Lion SNUB0000も参照してください）

DC駆動リレーの場合、通常はダイオードが使用されますが、常にではありません。Andy akaが指摘したように、リレー（またはソレノイド、フライバックトランスなど）をより速くターンオフするには、ダイオードだけで許容される電圧よりも高い電圧が望ましい場合があります。この場合、単方向TVSダイオードがフライバックダイオードと直列に追加され、アノードとアノード（またはカソードとカソード）が接続されることがあります。TVSダイオードの代わりに直列抵抗を使用することもできますが、TVSダイオードを使用する場合、クランプ電圧はより決定的です。

MOSFETがスイッチング素子として使用されている場合、ボディダイオードは逆方向にあるため、通常はフライバックダイオードが必要です。これの例外は、「反復雪崩定格」（IRFD220など）のMOSFETです。これは通常、ボディダイオードのツェナーダイオード記号で描かれます。これらのMOSFETは、耐えられるレベルで電圧をクランプするように設計されており、より高い電圧でコイルのターンオフを高速化できます。外部単方向TVSダイオード（またはツェナー）が同じ目的でMOSFETと並列に配置されているか、MOSFETが「繰り返しアバランシェ電流」または「繰り返しアバランシェエネルギー」を処理できない場合、またはアバランシェ降伏電圧が必要以上に高い。

常に良い習慣ですか？

それはほぼ常に良い習慣であり、非常に効果的ですが、可能な限り迅速に非アクティブ化するリレーが必要な場合、代替方法があります。遅い理由は、リレーコイルへの回路が開くと、リレーコイルに蓄積されたすべてのエネルギーが、そのエネルギーが「消費」されるまでフライホイールダイオードに電流を流すためです。

ダイオードは、小さな順方向電圧降下とリレーの抵抗（おそらく100オーム）を備えた短絡回路のように動作し、数ミリ秒余分にリレーを非アクティブにします。通常、これは問題ではありませんが、問題がある場合は、抵抗をダイオードと直列に配置することで、エネルギーが「早く」消費されることを意味します。

欠点は、制御トランジスタがVsupply + 0.7Vを大幅に超える電圧パルスを「処理」する必要があることです。抵抗を使用すると、供給電圧の2倍になる場合がありますが、ほとんどの回路では、通常、評価は問題ではありません。

コイルを流れる電流がオフになると、コイル（インダクター）は電流を維持しようとします。この電流の経路が存在しない場合、コイルの両端の電圧は急速に増加し、電流はチップまたはトランジスタの分離を介して経路を見つけ、そのコンポーネントを破壊します。ダイオードはこの電流の経路を提供するため、コイルに蓄積されたエネルギーを安全に放散できます。

そのため、放電経路を設けることをお勧めします。

コイルと並列のダイオードがおそらく最もよく使用される方法ですが、スナバ（R + C）やグランドへのツェナーダイオードなど、他の方法もあります。ダイオードと直列の抵抗器により、リレーがより速く落ちます。

メカニカルスイッチまたは半導体によって電気機械式リレーの電源が急速に切れると、蓄積されたエネルギーを分散させ、電流の急激な変化に対抗するために、崩壊する磁場が実質的な過渡電圧を生成します。たとえば、12VDCリレーは、ターンオフ中に1,000〜1,500ボルトの電圧を生成する場合があります。したがって、保存された磁気エネルギーの放電経路を提供することにより、ピーク電圧をはるかに低いレベルに制限するコンポーネントでリレーコイルを抑制することは一般的な慣行です。

フリーホイールダイオードのみを使用することが常にベストプラクティスとは限りません。以下にいくつかの抑制方法を示します。

1. 双方向トランジェントサプレッサーダイオード
2. ツェナーダイオードCと直列の逆バイアス整流ダイオード。金属酸化物バリスタ（MOV）。
3. 抵抗器と直列の逆バイアス整流ダイオード。
4. 抵抗器は、条件がその使用を許可する場合、多くの場合、最も経済的な抑制です。
5. 逆バイアス整流ダイオード。
6. 抵抗コンデンサ「スナバ」。一般的に、最も経済的なソリューションであり、実用的なソリューションとは見なされなくなりました。
7. 抑制デバイスとして使用される2次巻線を備えたバイファイラ巻きコイル。これは、リレーにかなりのコストとサイズを追加するため、あまり実用的ではありません。

リレーコイル抑制の推奨テクニックは、逆バイアス整流ダイオードと直列ツェナーダイオードをコイルと並列に使用することです。これにより、リレーは最適なリリースダイナミクスと良好な接触寿命を実現できます。

ワイヤのコイルを流れる電流が停止するたびに、電圧スパイクが発生します。このスパイクは、コイルの周りの磁場の崩壊から生じます。コイルを横切る磁場の動きにより、非常に高い電圧スパイクが発生し、電子部品に損傷を与える可能性があります。これは、クランプダイオードが機能するときです。Cダイオードをコイルと並列に取り付けることにより、回路が開いている間、またはコイルを通る電流が停止している間、電子のバイパスが作成されます。