Induktorstromgleichung

Ich bin kürzlich auf eine Aufgabe gestoßen, bei der es darum ging, die in einer Freilaufdiode freigesetzte Energie zu lösen. Das ist die Schaltung:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Problem ist, dass ich die Stromgleichungen für den Induktor (L) nicht verstehe, wenn der Transistor ein- und ausgeschaltet ist:

Transistor EIN:

Transistor EIN

Transistor AUS:

Transistor AUS

Denn wenn der Diodenwiderstand wirklich klein ist, wird auch die Konstante (L/R) klein sein, wodurch nicht die gesamte Induktorenergie im Diodenwiderstand in einem Zyklus dissipiert wird. Aus diesem Grund wird iL(t0) in der nächsten Periode größer als 0 sein, und dieser Zyklus wird weitergehen und den Induktorstrom immer bis unendlich erhöhen.

Da das im wirklichen Leben nicht wirklich passieren kann, frage ich, wo mein Denkfehler liegt. Danke Jungs für all die Hilfe.

Da der Zerfall exponentiell ist, wird er theoretisch niemals die GESAMTE Energie verbrauchen. Wenn Toff in der Praxis mehr als mehrere Zeitkonstanten von L/R beträgt, ist die dissipierte Energie nahe genug, um vollständig zu sein. Ohne Widerstand beträgt die Verlustleistung Il x V_fwd_diode. Dies wird normalerweise nicht durchgeführt, aber Sie können Rdiode_effektiv = V / I = Vf_diode / I berechnen. Die Zeitkonstante wird dann zu L/R = Li/VfDiode, wobei R effektiv zunimmt, wenn der Strom abnimmt. || Mit einem Widerstand addieren Sie Il^2 x R. In vielen Fällen reicht die Diodendissipation allein aus. Wenn Sie eine schnellere Dissipation wünschen, fügen Sie wie gezeigt die Serie R hinzu, sodass L/R erheblich abfällt.

Antworten (2)

Da der Zerfall exponentiell ist, wird er theoretisch niemals die GESAMTE Energie verbrauchen, selbst bei unendlicher Zeit.
Wenn Toff mehr als mehrere Zeitkonstanten von L/R ist, ist die Energie in der Praxis nahe genug, um vor dem nächsten Ton vollständig abgebaut zu werden. Dissipationszeiten sind normalerweise kurz genug, dass dies kein Problem darstellt, aber nicht immer.

Ohne Widerstand beträgt die Verlustleistung Il x V_fwd_diode.
Dies wird normalerweise nicht durchgeführt, aber Sie können
Rdiode_effektiv = V / I = Vf_diode / I berechnen.
Die Zeitkonstante wird dann zu L/R = Li/VfDiode, wobei R effektiv zunimmt, wenn der Strom abnimmt.

In vielen Fällen reicht die Diodendissipation allein aus.
Wenn Sie eine schnellere Dissipation wünschen, fügen Sie wie gezeigt die Serie R hinzu, sodass L/R erheblich abfällt.
Mit einem zusätzlichen Vorwiderstand fügen Sie eine Verlustleistung von Il^2 x R hinzu.

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Was passiert, wenn Toff und der äquivalente Widerstand der Diode nicht ausreichen, um nahezu die gesamte Induktorenergie in der Periode zu dissipieren?

Sie gestalten nach Maß.
Strom in der Induktivität anfänglich = Strom beim Ausschalten.
Spannungsanstieg über dem Widerstand = IR = I_turnoff x R.
Sie können die maximale Spannung so hoch einstellen, wie Sie es für sicher halten.
Wenn beispielsweise bei einer 100-mH-Spule und einem Anfangsstrom von 1 A die akzeptable Spannungsspitze 10 V beträgt, dann ist R = V/I = 10/1 = 10 Ohm.
Die Zeitkonstante ist dann L/R = 100 mH/10 = 0,01 s.
Wenn dies zu lang ist, ergibt ein zB 100-Ohm-Widerstand eine 100-V-Spitze und eine Zeitkonstante von 1 ms.

Sie können eine Zenerdiode anstelle eines Widerstands verwenden, also Pd = Vz x I.

Hallo, danke für deine Antwort. Was passiert also, wenn Toff und der äquivalente Widerstand der Diode nicht ausreichen, um nahezu die gesamte Induktorenergie in der Periode zu dissipieren?
@JoãoMarques Sie entwerfen, um zu passen. Strom in der Induktivität anfänglich = Strom beim Ausschalten. Spannungsanstieg über dem Widerstand = IR = I_turnoff x R. Sie können die maximale Spannung so hoch einstellen, wie Sie es für sicher halten. Wenn beispielsweise bei einer 100-mH-Spule und einem Anfangsstrom von 1 A die akzeptable Spannungsspitze 10 V beträgt, dann ist R = V/I = 10/1 = 10 Ohm. Die Zeitkonstante ist dann L/R = 100 mH/10 = 0,01 s. Wenn dies zu lang ist, ergibt ein zB 100-Ohm-Widerstand eine 100-V-Spitze und eine Zeitkonstante von 1 ms. | Sie können einen Zener anstelle eines Widerstands verwenden, also Pd = Vz x I.
Okay, ich glaube, ich habe es verstanden, danke!

Es wird verwendet, um eine Diode parallel zur Induktivität zu schalten.

Es wird benötigt, da bei ausgeschaltetem Transistor die gesamte von der Induktivität angesammelte Energie durch den Ersatzkondensator der Diode abgeführt werden muss.

Unter folgendem Link finden Sie weitere Informationen:

https://en.wikipedia.org/wiki/Flyback_diode

Entschuldigung, mein Zweifel betrifft das nicht, aber danke für die Hilfe.
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