なぜリレーにフライバックダイオードが組み込まれないのですか?


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警告:これは非常に素朴な質問かもしれません(もしそうなら、私に教えてください)。

リレーの多くのアプリケーションでは、誘導電圧から保護するためにフライバックダイオードが必要です。フライバックダイオードを組み込んだリレーを見つけることができません。

これは一般的なニーズなので、なぜリレーにはリレーパッケージ内にフライバックダイオードが含まれないのですか?考慮すべき要素が多すぎて、回路の必要性を推測するのが難しくなっていますか?


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MOSFETにはしばしばそのようなダイオードが付属しているため、リレーハウジングではなくコイルのスイッチング側に保護が組み込まれています。これは、以下の回答に記載されている多くの理由、およびダイオードをMOSFETに簡単に製造でき、リレーに必要な場合と必要ない場合があるはんだ付けが多少経済的であるという事実のためにより理にかなっています。
ボイドスター14

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MOSFETのダイオードは、MOSFETに追加して構成されていません。これは、MOSFET自体の構造のアーティファクトです。
イグナシオバスケス-エイブラムス14

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ULN2003やULN2803のようなドライバーチップを使用する場合、フライバックダイオードがチップに用意されているため、リレーに余分なダイオードが必要になります。
Wouter van Ooijen 14

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@BigEndian単一のMOSFETを使用してリレーコイルを切り替える場合、ボディダイオードは必要な方向とは逆方向に導通するため、役に立ちません。例:ローサイドスイッチとして使用されるNチャネルMOSFET、リレーコイルからの電圧スパイク(スイッチがオフのとき)は正になり、MOSFETのボディダイオードは導通しません(破壊される可能性のある雪崩降伏を除く) )。これに対する例外は、ボディ・ダイオードは、例えば、高電圧ツェナーダイオードのように作用する「反復アバランシェ定格」であるMOSFETであるIRFD220
ツタンカーメン

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素朴な質問の言葉遣いの証明は、本当に良いものになり得ます。
JYelton 14

回答:


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この質問には簡単な答えがあります-多くのフライバック回路図があり、逆ダイオードが最も簡単です。大きな欠点が1つありますが、リレーのスイッチオフが非常に遅くなります。

この方法で、時には他の回路図が使用されることになります。いくつかの例があります。

回路図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路


#2の設計は単なるオームの法則ではありませんか?設計が難しいのはなぜですか?
Markrages 14

@markrages D4がショートした場合、「オームの法則」になります。
hoosierEE 14

例:100 mAリレー、Vcc = 12V、D4で0.7 Vf、Q2 60 Vceo。Q2で最大40 Vが必要だとします。Rの最大電圧は(40-12-0.7)または27.3です。R = V / I so 27.3 / 100 mAまたは270オーム。
Markrages 14

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@markrages-2番目の回路図の問題は、リレーを流れる電流が決してわからないことです。リレーの抵抗は温度に非常に敏感であり、電流は大幅に異なる場合があります。次に、最悪のケースに合わせて設計する必要があります。他のすべての回路図では、電圧は比較的一定であり、ツェナー電圧のみに依存します。
johnfound

DCでは、電流はコイルの抵抗によってのみ制限されます。これは10%に指定されており、銅の温度係数は約0.4%/ Cです。これは正であるため、室温(仕様)電流で設計することは問題ありません。
Markrages

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ACから電力を供給されるリレー(接触器/ブレーカーも)はかなりあります。ダイオードを内部に配置すると、ACアプリケーションには使用できなくなります。-

ここに画像の説明を入力してください

ラッチングタイプのリレーにはいくつかのタイプがあり、これらには電圧の反転も必要です-ダイオードはそのアプリケーションでこのタイプのリレーを使用できなくします:-

ここに画像の説明を入力してください

リレーの高速スイッチングについては、この回答も参照してください。


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実際には、内部コイル抑制が行われている(またはあった)ものがいくつかあります。例えばこれ Teleldyneの1つ。彼らは一般市場で商業的にあまり成功していない。たぶん自動車市場で。

おそらく、技術的なものよりも歴史やセカンドソーシングのようなものに関係していると思いますが、ダイオードを内部に配置することにはあまり利点がありません。ピン配置に極性を強制し、非常に小さな節約で、すべてのユーザーの電気的寿命次善になります。

通常、リレー内にはPCBがないため、溶接、圧着、またははんだ付けする必要があります。


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フライバックダイオードを含むリレーがありますが、割合的にはそれほど多くありません。

信号リレー(2アンペア未満)がリストされているこのDigi-Keyページに移動し、右にスクロールすると、選択可能な属性の1つがダイオードであることが[機能]列の下に表示されます。

ここでは、リストされているリレーのわずか5%を超えるダイオードが組み込まれています。ためのパワーリレー、ダイオードとの数が全体の3%強です。

したがって、それらは存在します。しかし、なぜそんなに少ないのですか?明らかに、ユーザーが独自のダイオードを追加する必要がある場合でも、リレーのコストを抑えます。これにより、ユーザーはニーズに完全に適合するダイオードを選択することもできます。また、メーカーがリレーコイルに手動で追加するよりも(自動化されたプロセスである)PCBにダイオードを追加する方が安価(かつ簡単)です。


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負荷が誘導性の問題になるのはなぜですか?
ニックT 14

入力ミス。この場合、リレー自体は誘導性負荷であり(その駆動回路に対して)、接点が誘導性負荷を駆動しているかどうかに関係なく、フライバックダイオードが必要です。回答を編集しました。ただし、接点が誘導性負荷を駆動している場合、その負荷にはフライバックダイオードが必要です。
tcrosley 14

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信頼性の問題もあります。ほとんどのリレーは密閉されているか、少なくともユーザーによって分解されることはありません。内部ダイオードが故障すると、リレーは役に立たなくなります。ダイオードのコストはリレーの値よりもはるかに低いため、ダイオードを外部から追加する方が合理的です。

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