для чего ставят диод параллельно катушке реле
Для чего паралельно реле подключают обратный диод?
Наверняка вы замечали, что в схемах, где установлено реле, паралельно катушке также установлен диод? Чаще всего, обратный диод ставят именно в тех схемах, в которых реле управляет транзистор. Я решил разобраться, зачем там нужен диод и что будет, если его убрать.
На фото ниже вы как раз можете наблюдать пример такой схемы, где диоды установлены паралельно реле.
Источник: Собственное фото
Как работает обратный диод, установленный паралельно реле?
Чтобы ответить на этот вопрос, давайте разберемся, из чего состоит реле и как оно работает? Я взял реле в прозрачном корпусе, чтобы можно было наглядно увидеть содержимое. Поверьте, остальные реле имеют похожую конструкцию.
Источник: Собственное фото
В правой части реле (на фото) мы можем наблюдать катушку, а в левой три контакта, один из которых явно подвижный. При подаче тока на катушку, в ней возникает магнитное поле, которое перемещает подвижный контакт в противоположном от положения покоя направлении.
Источник: Создано самостоятельно в sPlan и Gimp
Таким образом, при подаче тока на катушку, ток протекает именно через неё, создавая ЭДС индукции, а через диод, установленный паралельно, ток не течет, так как диод подключен в обратном направлении. Вспомним, что данная схема чаще всего используется там, где реле управляет транзистор. Что произойдет когда транзистор закроется? Ток будет рассеиваться через диод, а подвижный контакт внутри реле перейдет в положение покоя.
Что произойдет, если исключить из схемы диод и оставить только реле и транзистор?
В реле, в момент закрытия транзистора возникают кратковременные импульсы, напряжением в несколько сотен вольт. Диод прекрасно справлялся с ними, но если его убрать, то такие импульсы неизбежно пройдут через управляющий реле транзистор. Да, конечно, транзистор зачастую выбирают с большим запасом по напряжению, но рано или поздно импульсы, возникающие в реле, сожгут его.
Есть чем дополнить? Пишите в комментарии, с удовольствием почитаю ваше мнение.
Администратор. Увлекаюсь программированием и радиоэлектроникой. Учусь в радиотехническом техникуме на заочном отделении.
Для чего ставят диод параллельно катушке, обмотке реле в цепи постоянного тока, в чем смысл.
На электронных схемах, где стоит электромагнитное реле, можно заметить, что параллельно его катушке припаян диод. Этот диод подсоединяется к обмотке обратным подключением. То есть, плюс диода (он же анод) будет лежать на минусе источника питания схемы, а минус диода (он же катод), будет находится на плюсе питания. Как известно, при таком способе подключения диода к питанию полупроводник находится в закрытом состоянии, он через себя не проводит электрический ток. Тогда возникает вопрос, а зачем он тогда нужен, если он работает как обычный диэлектрик?
А дело всё в том, что любая катушка, намотанная обычный образом (провод мотается в одном направлении) имеет помимо электрического сопротивления и индуктивность. Вокруг катушки при прохождении постоянного тока образуется электромагнитное поле. А в момент снятия напряжения с катушки, та энергия, которая была аккумулирована в этом электромагнитном поле резко преобразуется опять в электрическую. При этом на концах катушки появляется высоких разностный потенциал. То есть, проще говоря, в момент отключения от катушки питания на ней образуется кратковременный электрический всплески напряжения. Причем, этот всплеск ЭДС (электродвижущей силы) может в несколько раз превышать напряжение питания, которое ранее было подано на обмотку.
Такие скачки увеличенного напряжения, которые образуются на различных катушках, в том числе и на обмотке реле, способны негативно влиять на чувствительные элементы электронной схемы. Например, этот скачок легко может создать электрический пробой различных маломощных транзисторов, микросхем и т.д. Либо же это кратковременное увеличение напряжения может в момент процессов переключения реле вводить в электронную схему различные искажения, погрешности, плохо влиять на измерительные узлы и т.д. Одним словом явление возникновения подобных импульсов увеличенного напряжения – это плохо для любой электронной схемы.
А как же обычный диод может защитить от таких вот ЭДС скачков? Дело в том, что генерация ЭДС индукции имеет противоположную полярность, относительно подаваемого напряжения питания на катушку. Вначале мы на один конец катушки реле подавали плюс, а на второй – минус. При снятии напряжения питания с катушки полюса изменятся. Где был плюс, появится минус, а где был минус, появится плюс. Если наш защитный диод при одной полярности, когда идет питание катушки, находится в закрытом состоянии, работая как диэлектрик, то при другой полярности он уже будет переходить в открытое состояние. Другими словами говоря, при нормальной работе реле диод не будет себя проявлять как функциональный элемент, а при возникновении ЭДС индукции на катушки реле он сразу же станет проводником и замкнет этот импульс увеличенного напряжения на себе.
Может возникнуть вопрос. Если диод берет (замыкает) всю энергию ЭДС индукции катушки реле на себя, то не выйдет ли он от этого из строя (не сгорит ли)? Дело в том что у обычных катушек реле не столь большая энергия, что аккумулируется на ней в виде электромагнитного поля. Эта энергия имеет импульсный, одноразовый характер. Причем, при ЭДС индукции опасно именно увеличенное напряжение (относительно напряжения питания), токи же в этом импульсе достаточно малы. Задача диода нейтрализовать именно импульс увеличенного напряжения. Да и самый обычный, распространенный диод, такой как 1N4007 способен выдерживать обратное напряжение аж до 1000 вольт и прямой ток до 1 ампера (ток импульса намного меньше).
А какие диоды нужно ставить параллельно катушке реле, чтобы защитить электронную схему от подобный скачков напряжения ЭДС индукции? Как я только что уже сказал, энергия обычного маломощного реле (да и средней мощности) не такая уж и большая. Опасен именно сам увеличенный по напряжению импульс. Если питание катушки было, например, 12 вольт постоянного тока, то этот импульс может быть в несколько раз больше (ну пусть до 150 вольт, не больше). Токи, которые могут быть при этом импульсе могут иметь величину единицы и десятки миллиампер. На ток влияет диаметр провода, и его длина в катушке. Чем тоньше диаметр, и чем больше намотка, тем меньше ток. С напряжением наоборот. Чем больше витков в катушке, тем выше напряжение будет при ЭДС индукции.
Если не вдаваться в расчеты, то поставив на катушку обычного маломощного реле кремниевые диоды типа 1N4007 вы не ошибетесь. Их вполне хватит, чтобы надежно защитить электронную схему от подобный ЭДС импульсов, возникающих из-за переключающихся процессов.
Видео по этой теме:
Что такое реле, и как оно работает? Диод и провода в автомобили.
Зная, как работает реле, Вы сможете осуществить различные схемы подключения к электропроводке автомобиля.
Что такое реле, и как оно работает? 5-тиконтактное реле
Обычно реле имеет 5 контактов (бывают и 4-хконтактные и 7-ми и т.д.). Если Вы посмотрите на реле внимательно, то увидите, что все контакты подписаны. Каждый контакт имеет своё обозначение. 30, 85, 86, 87 и 87А. На рисунке видно где, какой контакт.
Контакты 85 и 86 — это катушка. Контакт 30 — общий контакт, контакт 87А — нормально-замкнутый контакт, контакт 87 — нормально-разомкнутый контакт.
Что такое реле, и как оно работает? 5-тиконтактное реле
В состоянии покоя, т.е., когда на катушке нет питания, контакт 30 замкнут с контактом 87А. При одновременной подаче питания на контакты 85 и 86 (на один контакт «плюс» на другой — «минус», без разницы куда что) катушка «возбуждается», то есть срабатывает. Тогда контакт 30 отмыкается от контакта 87А и соединяется с контактом 87. Вот и весь принцип действия. Вроде бы ничего сложного.
Реле часто приходит на выручку во время установки дополнительного оборудования. Давайте рассмотрим простейшие примеры применения реле.
Блокировка двигателя.
Что такое реле, и как оно работает? Реле блокировки двигателяВ качестве блокируемой цепи может быть что угодно, лишь бы машина не заводилась при разорванной цепи (стартер, зажигание, бензонасос, питание форсунок и т.д.). Один контакт питания катушки (пусть 85) соединяем с проводом сигнализации, на котором появляется «минус» при постановке в охрану. На другой контакт катушки (пусть 86) подаём +12 Вольт при включении зажигания. Контакты 30 и 87А подцепляем в разрыв блокируемой цепи. Теперь, если попытаться завести автомобиль при включенной охране, контакт 30 разомкнётся с контактом 87А и не даст завести двигатель.
Эта схема используется, если у вас «минус» с сигнализации на блокировку выходит при постановке в охрану. Если у вас «минус» с сигнализации на блокировку выходит при снятии с охраны, тогда вместо контакта 87А используем контакт 87, т.е. разрыв цепи теперь будет на контактах 87 и 30. При таком подключении реле будет всегда в рабочем состоянии (разомкнутом) при работающем двигателе.
Инвертируем полярность сигнала (с «минуса» делаем «плюс» и наоборот). Подключаемся к слаботочным транзисторным выходам сигнализации.
Что такое реле, и как оно работает? Инвертируем сигнал с помощью реле Допустим, нам надо получить «минус», но у нас есть только «плюсовой» сигнал (например, у автомобиля положительные концевики, а у сигнализации нет входа положительных концевиков, а есть только вход отрицательных). На помощь опять приходит реле.
Подаём на один из контактов катушки (86) наш «плюс» (с концевиков автомобиля). На другой контакт катушки (85) и на контакт 87 подаём «минус». В итоге на выходе (контакт 30) получаем нужный нам «минус».
Если нам надо, наоборот, из «минуса» получить «плюс», то маленько меняем подключение. На контакт 86 подаём исходный «минус», а на контакты 85 и 87 подаём «плюс». В итоге на выходе (контакт 30) получаем нужный нам «плюс».
Если нам надо из слаботочного отрицательного выхода сигнализации (в сигнализации такие выходы могут называться по-разному и их назначение тоже различное: выход на 3-е зажигание, выход на открытие багажника, выход на закрытие стёкол и т.д.) сделать хороший мощный «минус» или «плюс», то тоже используем эту схему.
На контакт 85 подаём выход с сигнализации. На контакт 86 подаём «плюс». На контакт 87 подаём сигнал той полярности, который нам надо получить на выходе. В итоге на контакте 30 мы имеем ту полярность, которая на контакте 87.
Открытие багажника с брелока сигнализации.
Что такое реле, и как оно работает? Открытие багажника с брелока сигнализации Если в автомобиле стоит электрический привод багажника, то можно подключиться к нему автосигнализацией для открытия его с брелока сигнализации.
Если с сигнализации выходит слаботочный сигнал на открытие багажника (а чаще всего так и есть), то используем эту схему.
Прежде всего, находим провод на привод багажник, где появляется +12 Вольт при открытии багажника. Разрезаем этот провод. Тот конец разрезанного провода, который идёт к приводу, подцепляем к контакту 30. Другой конец провода подцепляем к контакту 87А. Выход с сигнализации подцепляем к контакту 86. Контакты 87 и 85 подцепляем на +12 Вольт.
Теперь, при подаче сигнала с сигнализации на открытие багажника, реле сработает и на провод электропривода багажника пойдёт «плюс». Привод сработает, и багажник откроется.
Это лишь немногие схемы подключения с использованием реле.
Ещё один элемент, который так же, как и реле, часто используется в установке автосигнализаций — диод.
Диоды бывают электровакуумными (кенотроны), газонаполненными (газотроны, игнитроны, стабилитроны), полупроводниковыми и др. В настоящее время в подавляющем большинстве случаев применяются полупроводниковые диоды.
У нас при установке автосигнализаций тоже применяются полупроводниковые диоды.
Полупроводниковые диоды используют свойство односторонней проводимости p-n перехода — контакта между полупроводниками с разным типом примесной проводимости, либо между полупроводником и металлом.
Полупроводниковый диод. Катод и анод диода. Полупроводниковый диод. Течение тока в диоде.
Полупроводниковые диоды — очень простые устройства. Кроме оценки силы тока диода, есть три основных вещи, которые вы должны держать в уме:
1. Катод (сторона с полосой)
2. Анод (сторона без полосы)
3. Диод пропускает «-» от катода к аноду (не пропускает «+») и «+» от анода к катоду (не пропускает «-»).
Подключение концевиков дверей с помощью диодов.
Немного про использование диодов при подключении автосигнализации к электропроводке автомобиля написано в статье Поиск концевиков.
Встречаются автомобили, у которых нет общей точки концевиков дверей, т.е. все концевики развязаны. Для каждой двери свой концевик. Например, Honda некоторые, Ford, GM и т.д.
При подключении автосигнализации в таких автомобилях можно подцепиться к плафону в салоне и запрограммировать функцию вежливой подсветки, можно тупо все провода концевиков связать вместе.
Первый способ не всегда может пройти. Почему, написано в статье Поиск концевиков.
Второй способ может подойти, если при таком виде подключения не нарушится функциональность некоторых приборов автомобиля. Если у вас на автомобиле на приборной панели показывается открытие каждой двери отдельно — такой способ не подойдёт. Если после установки автосигнализации у вас при открытии любой двери, а не только водительской, начинает пищать зуммер, указывающий об оставленном ключе в замке зажигания, значит, был применён вышеприведенный способ подключения концевиков.
В таких автомобилях при подключении автосигнализации правильнее всего использовать диоды.
Ниже приведены примеры подключения автосигнализации с использованием диодов к отрицательным и положительным концевикам дверей.
Полупроводниковый диод. Подключение отрицательных концевиков к автосигнализации при помощи диодов.Полупроводниковый диод. Подключение положительных концевиков к автосигнализации при помощи диодов.
Эти же схемы используются при подключении двух датчиков к одному входу (например, удара и наклонного).
Сечение провода. мм2 0.5 \ 0.75 \1.0 \ 1.5\ 2.5\ 4.0\ 6.0
Электрическое сопротивление Ом’м х 10? 3.7 \2.5 \1.85 \ 1.2\ 0.72\ 0.46 \ 0.29
Допустимые значения сипы тока при длительных нагрузках роводов сечением 0.5-16 мм2 при одиночной прокладке должны быть не выше указанных в таблице
Почему диод подключен параллельно к катушке реле?
В большинстве электрических цепей с реле диод подключается параллельно катушке реле. Зачем? Это всегда хорошая практика?
Поскольку катушка индуктивности (катушка реле) не может мгновенно изменять свой ток, обратный диод обеспечивает путь для тока, когда катушка выключена. В противном случае произойдет скачок напряжения, что приведет к искрению контактов переключателя или, возможно, к разрушению переключающих транзисторов.
Обычно, но не всегда. Если катушка реле приводится в действие переменным током, необходимо использовать двунаправленный TVS-диод (или какой-либо другой зажим напряжения) и / или демпфер (серия RC). Диод не будет работать в этом случае, поскольку он будет действовать как короткое замыкание во время отрицательного полупериода переменного тока. (См. Также Red Lion SNUB0000 для информации о применении)
Для реле с постоянным током обычно используется диод, но не всегда. Как заметил Энди, иногда для более быстрого выключения реле требуется более высокое напряжение, чем то, которое допускается одним диодом (или другим, таким как соленоиды, трансформаторы с обратной связью и т. Д.). В этом случае однонаправленный TVS-диод иногда добавляется последовательно с обратным диодом, подключенным анодом к аноду (или катодом к катоду). Последовательный резистор может использоваться вместо TVS-диода, но напряжение зажима является более детерминированным, если используется TVS-диод.
Если в качестве переключающего элемента используется полевой МОП-транзистор, обычно вам все еще нужен диод обратного хода, поскольку диод корпуса направлен в противоположную сторону, чтобы сделать что-то хорошее. Исключением является МОП-транзистор с номиналом «повторяющаяся лавина» (например, IRFD220 ). Обычно это обозначается символом стабилитрона для диода корпуса. Эти полевые МОП-транзисторы предназначены для ограничения напряжения на уровне, который они могут выдержать, что позволяет повысить напряжение для более быстрого отключения катушки. Иногда внешний однонаправленный TVS-диод (или стабилитрон) размещается параллельно с MOSFET для той же цели, или если MOSFET не может обрабатывать «ток повторяющейся лавины» или «энергию повторяющейся лавины», или если напряжение пробоя лавины выше, чем хотелось бы.
Это почти всегда хорошая практика, и она очень эффективна, НО, если вам нужно реле, которое отключается как можно быстрее, то есть альтернативные методы. Причина в том, что он медленный, потому что, когда цепь к катушке реле размыкается, вся энергия, накопленная в катушке реле, протекает через диод маховика до тех пор, пока эта энергия не будет «потрачена».
Диод действует как короткое замыкание с небольшим прямым падением напряжения и с сопротивлением реле (возможно, 100 Ом), это задержит отключение реле на несколько дополнительных миллисекунд. Обычно это не проблема, но если это так, то если последовательно подключить резистор с диодом, то энергия будет «расходоваться» значительно быстрее.
Когда ток через катушку отключается, катушка (будучи индуктором) будет пытаться поддерживать ток. Когда нет пути для этого тока, напряжение на катушке будет быстро расти, и ток найдет путь, прямо через изоляцию микросхемы или транзистора, разрушая этот компонент. Диод обеспечивает путь для этого тока, поэтому энергия, запасенная в катушке, может безопасно рассеиваться.
Так что да, это хорошая идея, чтобы обеспечить путь разряда.
Диод, параллельный катушке, вероятно, является наиболее часто используемым способом, но есть и другие способы, такие как демпфер (R + C) или стабилитрон на землю. Сопротивление, включенное последовательно с диодом, может ускорить падение реле.
Когда электромеханическое реле быстро обесточивается с помощью механического переключателя или полупроводника, коллапсирующее магнитное поле создает значительный переходный процесс напряжения в его усилиях по рассеиванию накопленной энергии и противодействию внезапному изменению тока. Например, реле 12 В постоянного тока может генерировать напряжение от 1000 до 1500 вольт при выключении. Поэтому обычной практикой является подавление катушек реле с компонентами, которые ограничивают пиковое напряжение до гораздо меньшего уровня, обеспечивая путь разряда для накопленной магнитной энергии.
Использование только диода свободного хода не всегда является лучшей практикой. Вот несколько методов подавления:
Предложенный метод подавления релейной катушки состоит в том, чтобы использовать обратный смещенный выпрямительный диод и последовательный стабилитрон параллельно с катушкой. Это позволяет реле иметь оптимальную динамику расцепления и хороший срок службы контактов.
Всякий раз, когда ток, протекающий через катушку провода, останавливается, возникает скачок напряжения. Этот всплеск возникает в результате коллапса магнитного поля вокруг катушки. Движение поля по катушке вызывает очень скачок напряжения, который может повредить электронные компоненты. Это когда зажимной диод вступает в игру. При установке C-диода параллельно с катушкой создается электрон для обхода в течение времени, когда цепь разомкнута или ток через катушку останавливается.
Реле R4 и R6 нужно ли ставить диод?
При установке реле R4 и R6 необходимо ли подключать диод в цепи разрыва (черно-желтый, оранжевый и коричневый провода), или диод уже встроен в реле и подключать его нет необходимости?
Ответы 6
зачем диод? что блокируете?
Если спрашиваете, зачем диод ставится на реле, тогда и ответить не сможете. Диод на реле используется для защиты транзисторов и микросхем от короткого высокого обратного напряжения, появляющегося при снятии напряжения с катушки реле (так называемой обратки).
Разве важно что блокирую?
Диод на реле используется для защиты транзисторов и микросхем от короткого высокого обратного напряжения, появляющегося при снятии напряжения с катушки реле (так называемой обратки).
1) Не обратки, а ЭДС САМОиндукции.
2) Такой диод ставится ПАРАЛЛЕЛЬНО катушке ОБЫЧНОГО реле
при транзисторном управлении КАНАЛОМ сигнализации. Про такие диоды и их назначение подробно ЗДЕСЬ
Если спрашиваете, зачем диод ставится на реле, тогда и ответить не сможете.
Я смог ответить на Ваш вопрос?
Тогда повторю вопрос коллеги:
Вы и ваш «коллега» прекрасно поняли мой вопрос с первого раза, но у нас же не принято отвечать на прямой вопрос напрямую, нужно сначала поглумиться, чтобы показать свое превосходство и сообразительность. Я сам модерирую форум, и знаю таких «персонажей».
Можно было просто ответить: реле R4 и R6 являются фактически ЭЛЕКТРОННЫМИ устройствами без катушки (это как раз и есть ответ на вопрос), и диод ставить не нужно. Если бы я знал, что внутри нет катушки, то и задавать вопрос бы не стал. А разбирать рабочее реле чтобы в этом убедиться как-то не практично, я думаю что такие характеристики могли бы быть упомянуты в документации.
В любом случае вам спасибо.
Спасибо. Поглумлюсь еще, как принято на форумах:
Вы верно указали что диод используется для гашения самоиндукции. Ставится он параллельно именно обмотке. На Р4 и и на Р6 выведены коммутируемые контакты, а не обмотка реле. Все что нужно для управления обмотками уже есть внутри и точно не нужно его разбирать.
Но мы же телепаты и точно знаем что Вы об этом диоде, а не о диодах при одновременной блокировке датчиков Холла и или других сигнальных проводов. Мы же сразу точно знаем что Вы имеете ввиду эти диоды, а не диоды для реализации самой блокировки.
Лучше же поглумиться и минусов натыкать, чем просто ответить на вопрос, верно? :))))
Вы и ваш «коллега» прекрасно поняли мой вопрос с первого раза,