Hallo! Wie im Artikel hier beschrieben https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Freilaufdiode sind Freilaufdiode sehr wichtig wenn man z.B. Relais an Digital-Ausgänge von ICs anschließt. Den Grund verstehe ich vermutlich. Aber was ist wenn man Relais mit separater Stromversorgung an Open-Collector-Ausgänge hängt? Ist in diesem Fall auch eine Freilaufdiode notwendig? Z.B. der IC läuft mit 5V und am Open-Collector-Ausgang sind max. 24V/50mA erlaubt. Als Laie klingt das für mich, dass dieser Ausgang ohnehin einiges aushält und die Schaltung quasi schon außerhalb der internen IC-Strom/Spannungs-Welt läuft. Danke!
Manfred Heidener schrieb: > Hallo! > > Wie im Artikel hier beschrieben > https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Freilaufdiode > Ist in diesem Fall auch eine Freilaufdiode notwendig? Wenn du öfter als 1x schalten möchtest - ja ;-) Es geht nicht darum was die externe Versorgung "aushält", sondern der schaltende Part.
Halt doch mal den Finger über die Relaiskontakte, wenn das Relais abschaltet. Wenn du springst, waren es wohl mehr als 24 V. Der Transistor kann leider nicht wegspringen. Also, die Freilaufdiode soll den Rückschluss sicher stellen, damit die im Magnetfeld gespeicherte Energie sich freilaufen kann.
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Manfred Heidener schrieb: > Aber was ist wenn > man Relais mit separater Stromversorgung an Open-Collector-Ausgänge > hängt? Ist in diesem Fall auch eine Freilaufdiode notwendig? Ja, eine Freilaufdiode braucht es zwingend (oder eine andere wirksame Lösung). Ausser die Freilaufdiode ist schon im IC integriert, wie z.B. beim ULN2003. Aber auch da kann es u.U. notwendig sein, eine zusätzliche an der Spule zu platzieren (z. B. wenn unter Spannung getrennt wird).
Danke für eure Antworten! Hätte nicht gedacht dass da so hohe Spannungen entstehen. Dachte wenn der Open-Collector ohnehin sogar 24V aushält, wird er auch die "Relais-Rück-Spannung" aushalten.
Manfred Heidener schrieb: > Z.B. der IC > läuft mit 5V und am Open-Collector-Ausgang sind max. 24V/50mA erlaubt. > Als Laie klingt das für mich, dass dieser Ausgang ohnehin einiges > aushält und die Schaltung quasi schon außerhalb der internen > IC-Strom/Spannungs-Welt läuft. Der Ausgang haelt dann 24V aus, das reicht aber bei weitem nicht die induzierte Spannung des zusammenbrechenden Magenetfeldes auszuhalten. Beim abschalten deines Relais werden Induktionsspannung von einigen 1000V auftreten und die zerstoeren deinen Ausgang. Uab = L * di/dt Damit kann man diese Spannung berechnen. Uab = deine Induzierte Spannung beim abschalten L = die Induktivitaet deiner Relaisspule. di/dt = Die Geschwindigkeit mit der sich der Strom abbaut in der Spule.
Interessant, danke! Ist es eher üblich oder unüblich dass die Dioden im Relais schon drinnen sind? Vermutlich steht das in den Datenblättern, aber wie findet man schnell jene mit eingebauter Diode? Haben die einen eigenen Namen?
Hi Na ja, so wirklich habt ihr es noch nicht erklärt, aber da erinnere ich mal an den Physikuntericht Thema "Spannung durch Induktion". Da war die Rede, wie schnell eine Kupferleitung durch das Magnetfeld gezogen wurde und analog dazu die induzierte Spannungshöhe. So etwas passiert auch bei einer Abschaltung eines Magnetfeldes in einem Relais und es ist auch nicht nur ein einziger Leiter im Magnetfeld, sondern entsprechend der Anzahl Wicklungen auf der Relaisspule. Nun wird beim Abschalten schlagartig eine Magnetfeldänderung herbeigeführt. Da auch der Stromkreis hochohmig wird, kann die Spannung auch nicht begrenzt werden und geht gegen unendlich.(theoretisch) Na ja, ein Finger auf einer Relaisspule in diesem Zeitraum wird vermutlich gar nichts spüren, weil da ja auch wieder ein Widerstand im Stromkreis liegt und der Strom verhindert, das die Spannung wirklich soweit ansteigen kann, das es bemerkt wird. Ein Halbleiter aber hat Sperrschichten. Diese sind hochohmig, bis die Spannung soweit angestiegen ist, das die Sperrschicht "durchschlagen" wird. Das ist wie ein Kurzschluss im Hochspannungskeis. Es sind zwar keine langen Kurzschlüsse, tausend mal kürzer wie ein Wimpernschlag, aber es genügt, um eine Sperrschicht dauerhaft zu schädigen. Wie arbeitet nun eine Freilaufdiode? Nun, sobald die Spannung ca. 0,7 V übersteigt, wird sie leitend. Da hinter der Induktionsspannung nur eine geringe Leistung steckt, wird die Diode auch nicht zerstört. Sie verhindert aber, das die Induktionsspannung über die Durchlassspannung steigt, eben bei den genannten 0,7 V bleibt. Das ist der Sperrschicht aber so ziemlich egal, denn sie wird dadurch nicht geschädigt. Wenn man nun betrachtet, das die Diode entgegen der Einschaltspannung, da wird die Induktion durch den Spulenwiderstand begrenzt liegt, ist auch klar, das die Abschaltinduktionsspannung entgegen der Einschaltspannung liegt. Aber das hat der Physikunterricht ja auch gezeigt, das bei einem Richtungswechsel der Leiterschleife im Magnetfeld sich die Spannung auch gedreht hat. Gruß oldmax
Manfred Heidener schrieb: > Interessant, danke! > > Ist es eher üblich oder unüblich dass die Dioden im Relais schon drinnen > sind? Unüblich. Da solche Dioden recht klein sind, kann man sie eigentlich immer noch irggendwo unterbringen, z.B. direkt unter der Platine zwischen die Relaisanschlüsse löten. Gruss Harald
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Harald Wilhelms schrieb: > Manfred Heidener schrieb: >> Interessant, danke! >> >> Ist es eher üblich oder unüblich dass die Dioden im Relais schon drinnen >> sind? > > Unüblich. Da solche Dioden recht klein sind, kann man sie eigentlich > immer noch irggendwo unterbringen, z.B. direkt unter der Platine > zwischen die Relaisanschlüsse löten. > Gruss > Harald Bei vielen OMRON Relais G6K... sind die Freilaufdioden integriert. Wenn die Spule recht klein ist macht es Sinn. Meist ist dann der + Pol an der Relais-Spule gekennzeichnet.
Omron schrieb: > Bei vielen OMRON Relais G6K... sind die Freilaufdioden integriert. Bei dem G6K-2P auf jeden Fall nicht, auch wenn das Ding gepolt ist.
Wozu benötigt man eine Freilaufdiode. Video: http://et-tutorials.de/721/wozu-benotigt-man-eine-freilaufdiode/
Manfred Heidener schrieb: > Hätte nicht gedacht dass da so hohe Spannungen entstehen. Tja, es hat schon seine Nachteile, wenn man etwas tut, von dem man nicht wirklich etwas versteht...
c-hater schrieb: > Tja, es hat schon seine Nachteile, wenn man etwas tut, von dem man nicht > wirklich etwas versteht... Dieser Satz trifft auf einige Politiker wohl auch zu :-) Gruss Harald
Manfred Heidener schrieb: > Hätte nicht gedacht dass da so hohe Spannungen entstehen. Dann hast du vielleicht in der 9 Klasse irgendetwas nicht mitbekommen. Da sollte einem in der Schule das Induktionsgesetz lt. Lehrplan zum ersten Mal begegnen.
>Dieser Satz trifft auf einige Politiker wohl auch zu
Warum gehst du eigentlich nicht in die Politik und machst alles besser?
Die Freilaufdiode muß nur den Einschaltstrom durch die Spule aus halten können, höher wird der bei Abschaltung nicht mehr. Manchmal ist eine Freilaufdiode aber auch hinderlich und unerwünscht. Bspw. wenn jemand mit einem Transistor eine Zündspule schaltet. Die hätte ja mit Freilaufdiode keine Sekundärspannung mehr, und wäre nutzlos. Da macht man einen Snubber RC-Glied an die Basis des Transistors, der die Abschaltflanke etwas abflacht und gerade noch so steil werden läßt, daß die Induktionsspannung den Transistor gerade so nicht zerstört. Man nimmt aber dort schon Hochspannungstransistoren, damit der Effekt nicht zu gering wird.
Eine einfache Freilaufdiode führt auch zu einer merklichen Verzögerung der Abschaltzeit des Relais/Elektromagneten, da ja der Strom aufrechterhalten wird. Aus diesem Grund bietet es sich in einigen Fällen an, statt einer normalen Diode eine Z-Diode oder einen Varistor zu nehmen. Ggf. klemmt man das Relais mit einer normalen Diode auch nicht gegen seine eigene Versorgungspannung, sondern gegen eine höhere Spannung, die im System vorliegt.
Andreas Schweigstill schrieb: > Eine einfache Freilaufdiode führt auch zu einer merklichen Verzögerung > der Abschaltzeit des Relais/Elektromagneten, da ja der Strom > aufrechterhalten wird. > > Aus diesem Grund bietet es sich in einigen Fällen an, statt einer > normalen Diode eine Z-Diode oder einen Varistor zu nehmen. Ggf. klemmt > man das Relais mit einer normalen Diode auch nicht gegen seine eigene > Versorgungspannung, sondern gegen eine höhere Spannung, die im System > vorliegt. Zur gezielten Abfallverzögerung schloß man früher in reinen Relaissteuerungen auch die Relaisspule ganz kurz. Telefonanlagen. Es konnte da auf dem Relais aber auch eine Wicklung sein, die sofort kurz geschlossen verdrahtet wird. Dann ist es auch eine Anzugsverzögerung.
Bei einigen alten Telefonrelais wurde auch unter der Wicklung ein Kupferring aufgebracht, um Anzug und Abfall gezielt zu verzögern. Als Konrad Zuse seinen ersten Rechner baute, musste er leider feststellen, solche Relais erhalten zu haben. Infolgedessen mussten seine Mitarbeiter und er äußerst zeitaufwändig alle Relais händisch abwickeln, den Kupferring entfernen und anschließend wieder neu bewickeln.
Andreas Schweigstill schrieb: > Bei einigen alten Telefonrelais wurde auch unter der Wicklung ein > Kupferring aufgebracht, um Anzug und Abfall gezielt zu verzögern. Das wollte ich gerade noch schnell ergänzen, aber du kamst mir zuvor. Die Kupferdämpfung war eine einfache Kupferfolie, die in einer Lage um den Anker gewickelt war. Das machte man bei Relais, die immer garantiert An- und Abfallverzögerung haben mußten, und so eine Kupferfolie ist billiger, als eine Wicklung, die man dann doch kurz schließt.
Andreas Schweigstill schrieb: > Eine einfache Freilaufdiode führt auch zu einer merklichen Verzögerung > der Abschaltzeit des Relais/Elektromagneten, da ja der Strom > aufrechterhalten wird. Man kann in Serie zur Diode einen Widerstand schalten, der so bemessen ist, dass der Spannungsabfall bei max. Spulenstrom niemandem schadet. Die zusätzlichen Verluste beim Abschalten verringern die Abschaltverzögerung deutlich.
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