Freewheeling diode là gì
Định nghĩa : Freewheeling diode được sử dụng để bảo vệ mạch điện khỏi những hư hư bất thường do dòng điện chạy qua mạch giảm đột ngột. Nó còn được gọi là diode Flyback và tạo kết nối qua cuộn cảm để loại bỏ điện áp Flyback được tạo ra trên nó.
Freewheeling diode còn được gọi là điốt giật lùi, điốt kẹp, điốt đổi chỗ, điốt triệt tiêu, hoặc điốt snubber, v.v.
Ở đây trong bài viết này, mình sẽ thảo luận về các yếu tố chịu trách nhiệm về sự cần thiết của các điốt như vậy trong các mạch chuyển mạch. Nhưng trước tiên, mình phải có ý tưởng cơ bản về điốt.
Điốt là một linh kiện bán dẫn được cấu tạo từ vật liệu bán dẫn loại P và N. Nó tiến hành trong điều kiện phân cực thuận khi điện thế áp dụng vượt quá điện thế rào cản. Do đó hoạt động như một công tắc đóng.
Trong điều kiện phân cực ngược, diode ngừng dẫn điện và hoạt động như một công tắc mở.
Vì vậy, một diode Freewheeling (Flyback) hoạt động giống như cách mà nó dẫn trong điều kiện phân cực thuận nhưng không dẫn trong điều kiện phân cực ngược.
Flyback là gì?
Flyback về cơ bản được định nghĩa là sự gia tăng đột ngột điện áp trên tải cảm ứng khi dòng điện qua mạch giảm.
- 74hc595 là gì ? hướng dẫn sử dụng IC 74hc595
- LM2576 ADJ là gì ? Nguyên Lý LM2576
- Thông số transistor D718 lưng đồng tháo máy và Nguyên lý làm việc của D718
- TL431 là gì ? Nguyên Lý IC TL431
- IRF3205 lưng đồng tháo máy lấy ở đâu
Cần cho Diode Freewheeling (Flyback)
Hãy xem xét mạch được hiển thị dưới đây:
Như mình có thể thấy rằng mạch hiển thị ở trên bao gồm một diode, một công tắc và tải RL. Ngoài ra một nguồn điện áp V được cung cấp cho nó.
Khi công tắc được đóng lại do điện thế bên ngoài tác dụng, diode trong mạch được phân cực thuận và dòng điện bắt đầu chạy qua tải RL.
mình biết rằng một cuộn cảm về cơ bản là một vòng dây dẫn điện tạo ra từ trường khi dòng điện chạy qua nó. Cuộn cảm giữ năng lượng dưới dạng điện từ trường.
Vì vậy, trong điều kiện công tắc đóng, dòng điện chạy qua cuộn cảm dẫn đến sinh ra từ trường, làm cho nó được sạc đầy.
Nhưng khi công tắc trong mạch được mở như thể hiện trong hình bên dưới:
Sau đó, điều này sẽ dẫn đến sự gián đoạn trong dòng điện chạy qua mạch. Kết quả là điều này sẽ gây ra sự sụp đổ của trường đã tạo trước đó.
Và theo định luật Lenz, trường này thiết lập một dòng điện trong mạch theo hướng ngược lại, do đó dẫn đến việc tạo ra điện thế âm trên cuộn cảm. Điện thế này được gọi là điện áp Flyback .
Và điện áp Flyback này trên cuộn cảm có giá trị lớn hơn đáng kể so với điện thế thực sự được áp dụng bởi nguồn bên ngoài.
Điều này dẫn đến một dòng điện lớn qua mạch. Kết quả là gây ra điện áp ngược cao thiết lập trên công tắc cũng như diode, có thể dẫn đến làm hư các thiết bị trong mạch.
Điện áp tăng đột biến trên cuộn cảm được cho là:
V = L di / dt
: di / dt là tốc độ thay đổi của dòng điện qua cuộn cảm và
L biểu thị độ tự cảm của cuộn dây.
Như vậy có thể nói rằng điện áp trên cuộn cảm và cường độ dòng điện chạy qua mạch có quan hệ tỷ lệ thuận.
Vì vậy, do lý do này, một diode bánh xe tự do được kết nối qua cuộn cảm để tránh hư hư trong mạch.
Hoạt động của Diode Freewheeling (Flyback)
Hình dưới đây đại diện cho một mạch với một diode tự do:
Rõ ràng là từ hình vẽ rằng diode tự do được kết nối trực tiếp qua cuộn cảm. Sự hiện diện của diode Flyback tạo ra một đường dẫn thay thế cho dòng điện, được tạo ra do điện áp Flyback tại cuộn cảm.
Trong điều kiện hoạt động bình thường khi công tắc đóng, điện thế ngược bên ngoài làm sai lệch điốt quay tự do có trong mạch. Và do đó, diode tự do không đóng vai trò quan trọng như vậy trong điều kiện trạng thái bình thường hoặc trạng thái ổn định.
Nhưng với sự hiện diện của FD khi công tắc được mở, điện áp trên cuộn cảm chuyển tiếp sẽ làm sai lệch diode tự do.
Do điện trở suất nhỏ do FD cung cấp, hiện tại dòng điện trong điều kiện công tắc mở chạy qua một phần của mạch bao gồm Freewheeling diode, R và L. Điều này dẫn đến việc bảo vệ thiết bị chuyển mạch có trong mạch.
Các ứng dụng của Freewheeling Diode
Như mình đã thảo luận rằng các điốt này được sử dụng để bảo vệ các thiết bị chuyển mạch. Do đó, chủ yếu được tìm thấy các ứng dụng trong bộ chỉnh lưu toàn sóng, trình điều khiển rơ le và trình điều khiển động cơ cầu H, v.v.
