Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Freilaufdiode anschließen


von PKG32 (Gast)


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Hallo,

ich bin gerae dabei Schaltugen zu verstehen un lese mich ein.
Ich hab da mal ne grundlegende Frage bei Relais und Freilaufdioden.
Wenn ich in der Schaltung in Reihe zu dem Relais noch ein Schalter 
haben, wie muss ich die Freilaufdiode anschließen?
Ich hab mal 2 Bilder gemacht, könnt ihr mir sagen wie ich diese 
anschließen muss?

von ich (Gast)


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Eine Freilaufdiode muss immer direkt parallel zur Spule angeschlossen 
werden.

Ich kann auf keinem der beiden Bilder eine Spule (Relais) erkennen.

von Klaus R. (klara)


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PKG32 schrieb:
> Wenn ich in der Schaltung in Reihe zu dem Relais noch ein Schalter
> haben, wie muss ich die Freilaufdiode anschließen?
> Ich hab mal 2 Bilder gemacht, könnt ihr mir sagen wie ich diese
> anschließen muss?

Der Strom der durch die Induktivität fliesst versucht beim Öffnen des 
Stromkreises weiterzufliessen, vereinfacht gesagt. Die Induktivität wird 
dadurch zu einer Stromquelle. Diese schliesst man mit einer Diode kurz. 
Der Stromfluss wird somit entgegengesetzt wieder vom "Ausgang" zum 
"Eingang" der Induktivität zurückgeleitet.

Gruss Klaus.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus Ra. schrieb:
> Der Strom der durch die Induktivität fliesst versucht beim Öffnen des
> Stromkreises weiterzufliessen, vereinfacht gesagt. Die Induktivität wird
> dadurch zu einer Stromquelle. Diese schliesst man mit einer Diode kurz.
Und für manchen dann ganz überraschend, dass dadurch ein Relais (zu) 
langsam abschaltet.

Aber eigentlich ist es klar: durch die Relaisspule und die Freilaufdiode 
fließt der Spulenstrom weiter, bis er sich am Spulenwiderstand 
aufgerieben hat.

Wenn ein Relais schnellstmöglich abschalten muss, dann darf da keine 
Freilaufdiode sein, sondern es braucht andere Mechanismen zum Schutz vor 
der beim Abschalten entstehenden Induktionsspannung...

von oszi40 (Gast)


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von PKG32 (Gast)


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Danke für die Antworten und den LInk :)

Lothar Miller schrieb:
> Wenn ein Relais schnellstmöglich abschalten muss, dann darf da keine
> Freilaufdiode sein, sondern es braucht andere Mechanismen zum Schutz vor
> der beim Abschalten entstehenden Induktionsspannung...

Da verwndet man ja z.B Zener-Dioden, aber ich brauch doch dann trozdem 
noch die normale Freilaufdiode und die Zener-Dioden wird zusätlich in 
gegengesetzter richtung zur Freilaufdiode installiert?

Warum schaltet man eigentlich nicht einfach eine eine Freilaufdiode + 
Wiederstand paralell zur Spule, durch den Wiederstand müsste die Energie 
doch auch schnell verbraucht werden?

zum Verständnis:

Wenn bei einer Spule 2A Strom fließen bei 12V (und 100mH), alle 
Verbraucher in dem Stromkreis bis 40V Spannungsfest sind, dann wähle Ich 
die Sperrspannung für meine Zener-Diode bei ~30V?
Damit schaltet die Spule in:
dt=-0,1H*2A/30V=6.66ms
richtig?

Könnte ich jetzt auch noch ein Wiederstand (10 Ohm) vor die Zernerdiode 
setzten und meine Abschaltzeit würde sich veringern auf:
dt=-0,1H*2A/(30V+R*I)
dt=-0,1H*2A/(30V+10*2)
dt=4,0ms
ist die Annahme richtig?
Wenn ja hat das auch Nachteile?



Wie fließt der Spulenstrom eigentlich genau?
Wenn ich die Diode links-paralell zur Spule Schalte, bewegt sich dann 
der Strom im oder gegen den Uhrzeigersin?


Muss ich eigentlich alle Bauteile (also vor und nach der Spule) zur 
berechnung heranziehen:
-ob ich überhaupt eine Diode brauche?
-und wie hoch ich die Sperrspannung der ZenerDiode max. setzen kann?

Also auch wenn ein Verbraucher im 12V Netz paralell zu meiner Spule 
angeschlossen ist?




Gruß,

von Mr. X (Gast)


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PKG32 schrieb:
> Wie fließt der Spulenstrom eigentlich genau?
> Wenn ich die Diode links-paralell zur Spule Schalte, bewegt sich dann
> der Strom im oder gegen den Uhrzeigersin?

Der Strom durch die Spule versucht einfach weiter zu fließen.

Wenn dann zusätzlich zur Freilaufdiode noch ein Widerstand in Serie 
liegt, steigen die Verluste und der Strom klingt schneller ab, da hst du 
recht.

von oszi40 (Gast)


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Mr. X schrieb:
> und der Strom klingt schneller ab,

Allerdings wird zusätzliche Leistung für den R nötig und verheizt, was 
bei mehreren Relais dann odentlich Wärme ergibt.

PKG32 schrieb:
> alle Verbraucher in dem Stromkreis bis 40V Spannungsfest sind
Dann schau mal genauer welche Transistor B-E Stecke das z.B. verträgt...

Es ist vorteilhafter die böse Induktionsabschaltspannung möglichst am 
Urspung zu dämpfen statt sie in der Schaltung unkontrolliert 
vagabundieren zu lassen.

von Klaus (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Dann schau mal genauer welche Transistor B-E Stecke das z.B. verträgt...

Und wie kommt die Spannung an die Basis?

MfG Klaus

von tobi (Gast)


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> Warum schaltet man eigentlich nicht einfach eine eine Freilaufdiode +
> Wiederstand paralell zur Spule, durch den Wiederstand müsste die Energie
>doch auch schnell verbraucht werden?


dieses Bauteil kenne ich nicht.... Meinst Du einen W*i*derstand?


Aber, ja, Widerstand und Diode geht.

Was auch geht ist Kondensator + Widerstand.


z-diode geht auch, kann man auf parallel zum Transistor machen. Dabei 
mus die Zenerspannung >vcc sein, aber <vcemax

von tobi (Gast)


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PS: der Schalter darf nicht Bestandteil der Freilaufschaltung sein, der 
Freilaufspulenstromkreis muss auch geschlossen sein

von PKG32 (Gast)


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Hallo,
danke für eure Erklärungen :)

oszi40 schrieb:
> Mr. X schrieb:
>> und der Strom klingt schneller ab,
>
> Allerdings wird zusätzliche Leistung für den R nötig und verheizt, was
> bei mehreren Relais dann odentlich Wärme ergibt.
>
> PKG32 schrieb:
>> alle Verbraucher in dem Stromkreis bis 40V Spannungsfest sind
> Dann schau mal genauer welche Transistor B-E Stecke das z.B. verträgt...
>
> Es ist vorteilhafter die böse Induktionsabschaltspannung möglichst am
> Urspung zu dämpfen statt sie in der Schaltung unkontrolliert
> vagabundieren zu lassen.

Wie dämpf ich am bestem am Ursprung,
dafür setzt ich dich die Diode ein oder?




Mir ist noch nicht ganz klar wie ich die Dioden auslegen muss.

Speziell wenn ich ein schnelles abschalten mit Diode+ Z-Diode 
realisieren will.

Bei der Z Diode gibt es ja die "Brackedown Voltages" welche immer bei 
1mA angegeben sind.
Die Spannung steigt mit dem Strom an bis mit der "Clamping Voltage" der 
maximalen Strom der Z Diode erreiche.


Wenn meine Spule max. 40V aushält und vor dem Abschalten 3A geflossen 
sind
und ich diese Z-Diode verwenden will:
http://www.littelfuse.com/data/en/Data_Sheets/P6KE_revised.pdf

Welche muss ich dann verwenden?
(der Idealfall wäre ja das durch die Diode die Spannung auf knapp <40V 
bei 3A Steigen würde um die Energie schnell abzubauen)

Es gibt im den Datenblatt aber kein Diagramm bei welchem Strom ich 
welche Spannung habe.
Bei der Version mit Clamping Voltage ~40V brauch ich einen viel größern 
Strom wie 3A
Und bei der Version mit Brackedown Voltage ~40 darf ich ja nur ein Strom 
von 1mA haben (sonst steigt die Spannung)


Woher weiß ich jetzt wie sich die Dioden zwischen Brackedown Voltage und 
Clamping Voltage verhalten um die richtige auswählen zu können?


Gruß,
PKG32

von PKG32 (Gast)


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wäre klasse wenn jemand noch etwas zu meinem letzen Post sagen könnte 
damit ich es richtig verstehe :)


Gruß,

von Garden (Gast)


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von Jobst M. (jobstens-de)


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PKG32 schrieb:
> Wie fließt der Spulenstrom eigentlich genau?
> Wenn ich die Diode links-paralell zur Spule Schalte, bewegt sich dann
> der Strom im oder gegen den Uhrzeigersin?

Eingeschaltet:
Netzteil+ > Relais > Transistor > Netzteil-

Abschaltvorgang:
Kathode > Relais > Anode (und dann durch die Diode)

Die Stromrichtung in der Spule verändert sich nicht!

Abgeschaltet:
-kein Strom mehr-


oszi40 schrieb:
> Allerdings wird zusätzliche Leistung für den R nötig und verheizt, was
> bei mehreren Relais dann odentlich Wärme ergibt.

Nö. Die abzubauende Energie ist die selbe. Und eingeschaltet tritt der R 
nicht in Kraft.



Je schneller das Relais abschalten soll, um so höher muss die 
Freilaufspannung sein. Denn je höher die Spannung an einer Spule, desto 
schneller eine Stromänderung.
Im Idealzustand also keine Freilaufdiode.
Dann muss der Schalttransistor die Spannung allerdings verkraften 
können.
Die Spannung ist dann abhängig von dem Strom, der Induktivität und den 
umgebenden Kapazitäten. Sie schiesst gerne mal auf ein paar hundert Volt 
hoch.
Sonst eine Freilaufdiode in Reihe zu einer Z-Diode.
Die Spannung darüber + Betriebsspannung darf die maximale Spannung des 
Transistors nicht übersteigen.

Die Frage ist aber: Brauchst Du eine schnelle Abschaltung?

Wenn nicht reicht nämlich eine einfache Diode, welche nur den Strom 
verkraften können muß, welcher durch die Spule fliesst und eine 
Spannungsfestigkeit mindestens in Höhe der Betriebsspannung hat.



Gruß

Jobst

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