Pourquoi les relais n'intègrent-ils pas des diodes flyback?

24

Attention: cela peut être une question extrêmement naïve (si c'est le cas, veuillez m'éclairer).

De nombreuses applications de relais nécessitent une diode flyback pour se protéger contre la tension inductive. Je ne trouve aucun relais intégrant une diode flyback.

Puisque c'est un besoin si commun, pourquoi les relais n'incluent-ils pas une diode de retour à l'intérieur du paquet de relais? Y a-t-il simplement trop de facteurs à considérer, ce qui rend difficile de deviner le besoin du circuit?

relay diodes

— dss539
source

1

Les MOSFET sont souvent livrés avec une telle diode, donc il y a une protection intégrée du côté de commutation de la bobine, plutôt que dans le boîtier de relais. Cela a plus de sens pour de nombreuses raisons données dans les réponses ci-dessous et également pour le fait qu'il est facile de fabriquer une diode dans un MOSFET et un peu moins économique d'en souder une dont vous pourriez ou non avoir besoin dans un relais.

— Void Star

8

La diode dans un MOSFET n'est pas construite en plus du MOSFET. Il s'agit d'un artefact de la structure du MOSFET lui-même.

— Ignacio Vazquez-Abrams

2

Lorsqu'une puce pilote comme l'ULN2003 ou l'ULN2803 est utilisée, les diodes de retour sont fournies dans la puce, donc une diode supplémentaire dans le relais serait un gaspillage.

— Wouter van Ooijen

3

@BigEndian Lorsqu'un seul MOSFET est utilisé pour commuter une bobine de relais, la diode du corps n'aide pas car elle conduit dans le sens opposé à ce qui est nécessaire. Par exemple: un MOSFET à canal N utilisé comme interrupteur côté bas, la pointe de tension de la bobine de relais (lorsqu'elle est éteinte) sera positive et la diode du corps du MOSFET ne conduira pas (sauf éventuellement une panne d'avalanche qui peut être destructrice ). Une exception à cela est un MOSFET qui est «évalué en avalanche répétitive» où la diode du corps agit comme une diode zener haute tension, par exemple IRFD220

— Tut

1

La preuve que des questions naïves, bien formulées, peuvent être assez bonnes.

— JYelton

20

Il y a une réponse simple à cette question - il existe de nombreux schémas de retour et la diode inverse est la plus simple. Bien qu'il présente un gros inconvénient - il ralentit très fortement le relais.

De cette façon, parfois d'autres schémas doivent être utilisés. Il existe plusieurs exemples:

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

— johnfound
source

la conception de # 2 n'est-elle pas juste la loi d'Ohm? Pourquoi est-ce difficile à concevoir?

— markrages

@markrages Ce serait "juste la loi d'Ohm" si D4 était court-circuité.

— hoosierEE

par exemple, relais 100 mA, Vcc = 12V, 0,7 Vf sur D4, Q2 60 Vceo. Disons que nous voulons 40 V max sur Q2. La tension maximale sur R est alors (40 - 12 - 0,7) ou 27,3. R = V / I donc 27,3 / 100 mA ou 270 ohms.

— markrages

1

@markrages - le problème avec le deuxième schéma est que le courant à travers le relais n'est jamais connu. La résistance du relais est très sensible à la température et le courant peut varier considérablement. Ensuite, vous devez concevoir pour le pire des cas. Dans tous les autres schémas, la tension est relativement constante et ne dépend que de la tension zener.

— johnfound

En courant continu, le courant n'est limité que par la résistance de la bobine. Ceci est spécifié à 10%, puis il y a le tempco du cuivre d'environ 0,4% / C. Comme cela est positif, il est bon de concevoir avec le courant à température ambiante (spéc.).

— markrages

9

Il existe de nombreux relais (également des contacteurs / disjoncteurs) qui sont alimentés en courant alternatif. Mettre une diode à l'intérieur les rend inutiles pour les applications AC: -

entrez la description de l'image ici

Il existe plusieurs types de relais qui sont du type à verrouillage et ceux-ci nécessitent également une inversion de tension - une diode rendrait ce type de relais inutile dans cette application: -

entrez la description de l'image ici

Voir également cette réponse pour la commutation à grande vitesse d'un relais.

— Andy aka
source

5

Il y a en fait (ou étaient) quelques-uns qui ont eu une suppression de bobine interne. Par exemple, celui de Teleldyne. Ils n'ont pas eu beaucoup de succès commercialement sur le marché général. Peut-être sur le marché automobile.

Cela a probablement plus à voir avec des trucs comme l'histoire et le second sourçage qu'avec quoi que ce soit de technique, bien que je ne vois pas beaucoup d'avantages à mettre une diode en interne. Il force une polarité sur le brochage et se traduit par une durée de vie électrique sous-optimale pour tous les utilisateurs, pour une très petite économie.

Il n'y a généralement pas de PCB à l'intérieur d'un relais, il devrait donc être soudé ou serti ou soudé en place.

— Spehro Pefhany
source

5

Il existe des relais qui incluent une diode de retour, mais en pourcentage, pas très nombreux.

Si vous allez sur cette page Digi-Key qui répertorie les relais de signal (moins de 2 ampères) et faites défiler vers la droite, vous verrez dans la colonne Fonctionnalités que l'un des attributs que vous pouvez choisir sont les diodes.

Ici, seulement un peu plus de 5% des relais répertoriés intègrent une diode. Pour les relais de puissance , le nombre de diodes est un peu plus de 3% du total.

Ils existent donc. Mais pourquoi si peu? De toute évidence, cela réduit le coût du relais, même si l'utilisateur doit ajouter sa propre diode. Cela permet également à l'utilisateur de sélectionner une diode qui répond exactement à ses besoins. Et il est moins cher (et plus facile) pour un utilisateur d'ajouter une diode à un PCB (qui est un processus automatisé) que le fabricant l'ajoute à travers une bobine de relais (ce qui peut devoir être fait manuellement).

— tcrosley
source

1

Pourquoi la charge serait-elle inductive?

— Nick T

J'ai mal tapé. Le relais lui-même est la charge inductive dans ce cas (par rapport à son circuit de commande), que ses contacts entraînent ou non une charge inductive n'a pas d'incidence sur elle nécessitant une diode de retour. Réponse modifiée. Cependant, si les contacts entraînent une charge inductive, cette charge doit avoir une diode de retour.

— tcrosley

4

Il existe également un problème de fiabilité. La plupart des relais sont scellés ou, du moins, ne sont pas conçus pour être démontés par l'utilisateur. Si une diode interne tombe en panne, le relais devient inutile. Comme le coût de la diode est bien inférieur à la valeur du relais, il est plus logique d'ajouter la diode à l'extérieur.

— Barry
source