Bewertung von Dioden für die Unterdrückung von Relaisspulenspitzen

Wie dimensioniere ich eine Diode, um Abschaltspitzen an einer Relaisspule zu unterdrücken, und welche Überlegungen gibt es abgesehen vom Spulenstrom?

Ich habe ein 12-V-100-A-Leistungsrelais, von dem ich eine Diode über der Spule verwenden möchte, um Störungen durch induktive Spitzen von der Spule zu minimieren, wenn das Relais ausgeschaltet ist.

Ich kenne den Nennstrom der Spule aufgrund der Unnachgiebigkeit des Lieferanten noch nicht, aber eine allgemeine Antwort wird mir helfen, zu gegebener Zeit die richtige Diode zu verwenden.

Antworten (1)

Das Folgende bezieht sich auf die Entstörung durch die Relaisspule.
Die Relaiskontakte müssen möglicherweise auch "unterdrückt" werden - siehe am Ende.

Der maximale Strom, der in einer Schutzdiode fließt, ist der Strom, der beim Ausschalten in der Spule fließt. Eine Diode mit einer Nennleistung von Icoil max ist also mehr als ausreichend. Wenn das Relais nur gelegentlich deaktiviert wird, kann eine Diode ausreichen, die so ausgelegt ist, dass der Abschaltstrom irgendwo zwischen den Dauer- und Stoßstromwerten der Diode liegt.

Diese Digikey-Suche listet Relais auf, die für 100 A DC oder mehr bei 12 V ausgelegt sind.
Der maximale Spulenstrom beträgt 3,3 A für ein 300-A-Schaltrelais von Panasonic
und weniger als 500 mA für ein hervorragendes OMRON GPEA-1-Relais, das für das Schalten von 100 A bei 120 VDC und 60 A bei 400 VDC ausgelegt ist.

Eine standardmäßige 1N400x-Induktionsdiode ist für 1 A Dauerstrom, 10 A für mehr als 1 Sekunde und 30 A für einen einmaligen Stoß ausgelegt (benötigt eine schöne, starke Tasse Tee und ein Sitzen vor dem Wiederholen). Ein 1N400x-Duode würde also ohne Frage für das 500-mA-Spulenstromrelais und mit ziemlicher Sicherheit für das 3,3-A-Spulenstromrelais funktionieren.

Eine Spannungsspitzen-Unterdrückungsdiode sollte elektrisch und physisch so nah wie möglich an der Spule montiert werden. Idealerweise über die Relais- oder Buchsenklemmen. Dies minimiert die abstrahlende Schleifenfläche für EMV und minimiert die Induktivität im Diodenstrompfad, die andernfalls Spitzen mit sehr kurzer Periode zulassen könnte.

____________________________________

Relaiskontakte und Schaltmechanismen für einen richtig bemessenen Relais-Schalt-Gleichstrom sind normalerweise so ausgelegt, dass ein Minimum an Lichtbogenbildung an den Kontakten zugelassen wird. Spannungsspitzen treten immer noch auf, wenn eine induktive Last vorhanden ist, und es kann ein Unterdrücker erforderlich sein, um damit fertig zu werden. Dies kann ein Di sein

Relaiskontaktdämpfer - Bildlinks und Textlinks

Ein weiterer Faktor ist, wie schnell die Kontakte geöffnet werden müssen. Die Relaisspule ist eine Induktivität und V=dI/dt. Der geringe Abfall von ~ 1 V an einer Diode bedeutet, dass der Spulenstrom etwas langsam abfällt. Das Hinzufügen eines Vorwiderstands zur Diode erzeugt eine größere negative Spannung, aber die Kontakte öffnen schneller.
@ Evan - ja, muss in einigen Fällen berücksichtigt werden. Ganz ungefähr, da gespeicherte Energie = 1/2.Li^2 und als Dissipation = VI.t und da V~= 1, 1/2.Li^2 = es ist also t ~~~= Li/2. dh die Abklingzeit ist proportional zu L und zu i.