Почему в реле не встроены обратные диоды?

24

Предупреждение: это может быть чрезвычайно наивный вопрос (если так, пожалуйста, просветите меня).

Во многих применениях реле требуется обратный диод для защиты от индуктивного напряжения. Я не могу найти реле, которое имеет обратный диод.

Поскольку это такая распространенная необходимость, почему реле не включают в себя обратный диод внутри пакета реле? Нужно ли учитывать слишком много факторов, затрудняющих догадку о необходимости схемы?

relay diodes dss539
источник
1
МОП-транзисторы часто поставляются с таким диодом, поэтому встроенная защита находится на стороне переключения катушки, а не в корпусе реле. Это имеет больше смысла по многим причинам, приведенным в ответах ниже, а также из-за того, что диод легко превращается в полевой МОП-транзистор и несколько менее экономичен, чтобы паять тот, который вам может понадобиться, а может и не понадобиться, в реле.
Void Star
8
Диод в МОП-транзисторе не сконструирован дополнительно к МОП-транзистору. Это артефакт структуры самого MOSFET.
Игнасио Васкес-Абрамс
2
При использовании микросхемы драйвера, такой как ULN2003 или ULN2803, в микросхеме предусмотрены диоды обратного хода, поэтому дополнительный диод в реле будет пустой тратой.
Воутер ван Оойен
3
@BigEndian Когда для переключения катушки реле используется один полевой МОП-транзистор, диод корпуса не помогает, поскольку он ведет в направлении, противоположном тому, что необходимо. Например: N-канальный МОП-транзистор, используемый в качестве переключателя на стороне низкого уровня, скачок напряжения от катушки реле (когда он выключен) будет положительным, а диод корпуса МОП-транзистора не будет проводить (за исключением, возможно, пробоя лавины, который может быть разрушительным ). Исключением является МОП - транзистор , который является «Повторные лавина оценки» , где диод тело действует как стабилитрон высокого напряжения, например IRFD220
Тута
1
Доказательство того, что наивные вопросы, сформулированные хорошо, может быть довольно хорошим.
Джелтон

Ответы:

20

На этот вопрос есть простой ответ - существует множество схем обратной связи, а обратный диод - самый простой. Хотя он имеет один большой недостаток - он очень медленно отключает реле.

Таким образом, иногда используются другие схемы. Есть несколько примеров:

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

johnfound
источник
Разве дизайн № 2 не является законом Ома? Почему это сложно спроектировать?
markrages
@markrages Было бы "просто законом Ома", если бы D4 был замкнут.
hoosierEE
например, реле 100 мА, Vcc = 12 В, 0,7 В на D4, Q2 60 Vceo. Скажем, мы хотим, чтобы 40 В макс. Тогда максимальное напряжение на R составляет (40 - 12 - 0,7) или 27,3. R = V / I, 27,3 / 100 мА или 270 Ом.
Markrages
1
@markrages - проблема со второй схемой заключается в том, что ток через реле никогда не известен. Сопротивление реле очень чувствительно к температуре и ток может значительно варьироваться. Тогда вам нужно спроектировать для худшего случая. На всех других схемах напряжение относительно постоянно и зависит только от напряжения стабилитрона.
johnfound
При постоянном токе ток ограничен только сопротивлением катушки. Это спецификация до 10%, а затем медь составляет около 0,4% / C. Так как это положительно, то можно рассчитать с током комнатной температуры (спецификации).
markrages
9

Существует довольно много реле (также контакторов / прерывателей), которые питаются от сети переменного тока. Размещение диода внутри делает их бесполезными для приложений переменного тока:

введите описание изображения здесь

Существует несколько типов реле с защелкивающимся типом, которые также требуют изменения напряжения - диод сделает этот тип реле бесполезным в этом приложении:

введите описание изображения здесь

Смотрите также этот ответ для высокоскоростного переключения реле.

Энди ака
источник
5

Есть на самом деле есть (или были) несколько, которые имели внутреннее подавление катушки. Например этот телелдын один. Они не были очень успешны коммерчески на общем рынке. Возможно на автомобильном рынке.

Это, вероятно, больше связано с такими вещами, как история и вторые источники, чем с чем-либо техническим, хотя я не вижу большого преимущества в использовании внутреннего диода. Это приводит к полярности на распиновке и приводит к неоптимальному электрическому сроку службы для всех пользователей при очень небольшой экономии.

Внутри реле, как правило, нет печатной платы, поэтому ее нужно будет сварить, обжать или припаять на место.

Спехро Пефхани
источник
5

Есть реле с обратным диодом, но в процентном отношении, не очень много.

Если вы перейдете на эту страницу Digi-Key, на которой перечислены сигнальные реле (менее 2 ампер) и прокрутите вправо, вы увидите под столбцом Функции, что одним из атрибутов, которые вы можете выбрать, являются диоды.

Здесь только немногим более 5% перечисленных реле имеют диод. Для силовых реле число с диодами составляет чуть более 3% от общего числа.

Так они и существуют. Но почему так мало? Очевидно, что это снижает стоимость реле, даже если пользователь должен добавить свой собственный диод. Это также позволяет пользователю выбрать диод, который точно соответствует его потребностям. И для пользователя дешевле (и проще) добавить диод в печатную плату (это автоматизированный процесс), чем производитель, добавляющий его через катушку реле (что, возможно, придется сделать вручную).

tcrosley
источник
1
Почему нагрузка является индуктивной материей?
Ник Т
Я опечатка Само реле в этом случае является индуктивной нагрузкой (относительно его схемы управления), независимо от того, управляют ли его контакты индуктивной нагрузкой, и не имеет к ней никакого отношения, для чего требуется обратный диод. Ответ отредактирован. Однако если контакты управляют индуктивной нагрузкой, то эта нагрузка должна иметь обратный диод.
tcrosley
4

Существует также проблема надежности. Большинство реле запечатаны или, по крайней мере, не разобраны пользователем. Если внутренний диод выходит из строя, реле становится бесполезным. Поскольку стоимость диода намного меньше стоимости реле, имеет смысл добавить диод снаружи.

Барри
источник