Il est fréquemment utilisé dans des applications telles que l'actionnement de solénoïdes d'injection de carburant où il est important de réduire le champ magnétique le plus rapidement possible.

Edit: Voir, par exemple, le circuit intégré de pilote d'injecteur de carburant LM1949 qui montre une diode zener externe 33V 5W. La temporisation typique de «marche» est de 2,5 à 3,5 ms, et une inductance typique se situe dans la plage ~ 2 mH.

Il est également possible d'utiliser un MOSFET évalué par avalanche ou d'ajouter un zener du drain MOSFET à la grille afin de provoquer un blocage à une tension prédéterminée. Voir, par exemple, le registre de décalage de puissance TPIC6C595 de TI. Un gros avantage dans ce cas particulier est qu'il enregistre une broche sur le CI.

Étant donné qu'une plus grande partie de l'énergie est dissipée dans un appareil actif, cela est plus difficile pour le circuit de commutation. Lorsque vous utilisez une diode, la plupart de l'énergie est perdue dans la résistance de la bobine et seule une petite quantité est perdue dans la diode.

Vous pouvez également simplement ajouter une résistance en série avec la diode flyback normale. Puisque le courant de crête est le même que le courant avant la mise hors tension, la tension de crête sera la tension d'alimentation plus une chute de diode plus le courant multiplié par la résistance série. La diode n'est pas nécessaire pour limiter la tension, mais elle empêche la résistance de dissiper la puissance pendant que la bobine est sous tension.

Modifier: (ci-dessous est une simulation d'inductance de 1mH avec une résistance en série de 1 ohm et un redresseur de 10A, peu de temps après la coupure du courant de 10A)

La trace rose est le courant de la diode, la trace cyan est la puissance dans la résistance de la bobine, la trace rouge est la puissance dans la diode. La force d'un solénoïde sera plus ou moins proportionnelle au courant de la bobine (et donc de la diode) (trace rose).

Énergie intégrée pour le redresseur: 7,7681mJ Énergie intégrée pour la bobine: 41.844mJ

À titre de vérification, l'énergie totale stockée dans le champ magnétique est évidemment de 50mJ, et les deux totalisent 49,6mJ, assez proches. J'ai utilisé un vrai modèle MOSFET pour le commutateur

En comparaison, si vous retirez la diode et ajoutez un zener 36V à travers le transistor, le courant tombe à zéro en environ 350us plutôt que 2,5ms, une amélioration de 7: 1, mais le zener voit une puissance de crête de 360W et absorbe la plupartde l'énergie stockée.

Par rapport à (1) où la diode conduit dans le sens direct, la diode Zener en (2) se décompose en sens inverse pour présenter une plus grande chute de tension à l'inductance dont elle agit comme une source d'énergie lorsqu'elle démarre.Cela draine l'énergie du champ magnétique plus rapidement et donc l'effondre plus rapidement.

D'après ce que je comprends, cela aide les solénoïdes à se réinitialiser plus rapidement (car cela tue le champ magnétique qui maintient le solénoïde plus rapidement), mais cela semble être un gaspillage d'énergie inutile dans les scénarios PWM puisque vous ne faites que déverser toute l'énergie stockée dans le champ magnétique uniquement pourreconstruisez-le immédiatement.Comme se précipiter vers un feu rouge et claquer sur les freins pour accélérer à nouveau à partir de zéro plutôt que de rouler vers le feu rouge pour que vous ayez encore un peu d'élan lorsque le feu passe au vert

Une différence qui pourrait être significative est que sur la figure 2, le courant de décharge circule à travers l'alimentation, augmentant la consommation totale d'énergie mais ralentissant également le changement de courant d'alimentation.

Si la bobine est souvent allumée et éteinte, la figure 2 pourrait doubler la consommation d'énergie.Ce n'est pas une bonne solution lors de l'utilisation de PWM.

D'un autre côté, la diode de la figure 1 éteint la tension de force électromotrice à travers la bobine elle-même, mais pas dans le câblage qui y va.Si les fils d'alimentation sont longs, ils peuvent avoir une inductance importante.La chute rapide du courant d'alimentation qui se produit à la coupure peut induire un pic de haute tension qui sollicite le transistor de commutation.

Donc, dans un circuit qui éteint rarement la bobine, la figure 2 pourrait fournir une meilleure protection pour le transistor avec moins de pièces.Un autre avantage possible est que vous n'avez pas besoin d'ajouter une diode sur une bobine qui pourrait être dans un endroit éloigné difficile à atteindre.

Cela dépend de la fonction de la bobine et de ce que vous voulez qu'elle fasse.Pour les relais, une résistance de 100 ohms est souvent placée à travers la bobine pour amortir l'énergie tout en permettant au relais de s'ouvrir / se fermer rapidement.Si la bobine fait partie d'un actionneur et que la bobine est modulée en largeur d'impulsion, une diode est placée en travers comme vous l'avez montré.Si vous connectez le zener à la terre, la tension inductive augmentera jusqu'à ce que le zener le serre.Essayez de modéliser le circuit dans LT Spice (c'est gratuit) et voyez ce qui se passe.

Le temps que prend le courant dans l'inducteur pour tomber à zéro peut être réduit en plaçant une résistance ou un Zener en série avec la diode de roue libre habituellement vue.

La diode de roue libre généralement vue est toujours nécessaire car elle arrête la conduction à travers la résistance ou le Zener polarisé en direct lorsque le transistor est activé.

La valeur de la résistance serait calculée en considérant le courant maximum de la résistance (égal au courant de l'inductance lorsque le transistor est allumé) et la valeur Vce maximum du transistor. La tension induite maximale générée aux bornes de la résistance serait alors limitée (en choisissant la valeur de la résistance) à Vce (max) - Vsupply. Ceci, parce que di / dt = V / L, permet la décroissance la plus rapide du courant d'inductance avec la technique de résistance ajoutée.

Pour permettre une décroissance encore plus rapide du courant. un zener est ajouté (plutôt qu'une résistance). Le taux de réduction de courant contrôlé par Zener est plus rapide que le taux de réduction de résistance ajouté car le Zener maintient la force contre-électromotrice induite constante (sur une grande partie de la période de décroissance du courant) et donc le courant décroît de manière linéaire (de manière plus rapide) avec la technique de résistance ajoutée. la force contre-électromotrice induite n'est pas maintenue constante, elle se désintègre de façon exponentielle. Par conséquent, le courant de l'inducteur décroît également de façon exponentielle, ce qui signifie qu'il faut plus de temps pour se désintégrer à zéro.

Donc, pour résumer - La diode de roue libre est la plus lente, la résistance ajoutée plus rapide et le Zener ajouté encore plus rapide.