Dioda Freewheeling atau Dioda Flyback - Prinsip Kerja dan Fungsinya
Dioda Flyback juga disebut sebagai Dioda Freewheeling. Ini juga disebut dengan banyak nama lain seperti Dioda Snubber, Dioda Suppressor, Dioda Catch atau Dioda Calmp, Dioda Commutating.
Di sini dioda catch digunakan untuk menghilangkan flyback, ketika lonjakan tegangan yang tiba-tiba terlihat pada beban induktif ketika arus supply tiba-tiba berkurang. Ini membantu rangkaian dari kerusakan. Itu akan dicegah dari membeli rangkaian baru.
Dioda freewheeling adalah bentuk yang disederhanakan di mana sumber tegangan dihubungkan ke induktor dengan sakelar.
Lonjakan tegangan dapat 10 kali lipat dari tegangan sumber daya yang tergantung pada peralatan yang terlibat dan aplikasi. Dapat dipahami bahwa tidak meremehkan energi yang terkandung dalam induktor berenergi.
Dioda flywheel dapat menyebabkan penundaan drop out kontak ketika daya dilepas dan relai kumparan DC digunakan. Hal ini disebabkan oleh sirkulasi arus yang terus menerus dalam dioda dan coil relai.
Pembukaan kontak sangat penting karena Resistor bernilai rendah ditempatkan secara seri dengan dioda, yang membantu menghilangkan energi kumparan lebih cepat.
Dalam aplikasi flywheel, dioda Schottky digunakan untuk beralih konverter daya, karena mereka akan memiliki penurunan maju terendah yaitu 0.2V. Ini juga merespons dengan cepat dalam bias terbalik dalam kasus induktor sedang diberi energi kembali. Sementara mentransfer energi dari Induktor ke Kapasitor, ia menghilangkan lebih sedikit energi
Sekarang arus akan mengalir turun dari terminal positif ke terminal negatif dari sumber tegangan, melalui induktor. Jika sakelar dibuka, induktor akan menahan arus yang tiba-tiba. Jika dI/dt besar maka tegangan besar dengan menggunakan energi medan magnet yang tersimpan dan akan menciptakan tegangan sendiri.
Potensi positif yang sangat besar diciptakan di mana ada potensi negatif, dan potensi negatif dibuat di mana ada potensi positif. Sakelar akan tetap pada tegangan catu daya, tetapi tetap berhubungan dengan induktor dan akan menarik tegangan negatif.
Karena sakelar terbuka maka tidak ada koneksi yang dibuat secara fisik untuk memungkinkan arus terus mengalir, lengkung melintasi celah udara disebabkan karena perbedaan potensial besar sakelar terbuka.
Sekarang ini diselesaikan dengan menggunakan dioda Flyback. Masalah starvation-arc dengan membiarkan sampai energi dihamburkan melalui kerugian dalam kawat oleh induktor untuk menarik arus darinya dalam loop kontinu, dioda dan resistor.
Dioda akan bias balik ketika sakelar ditutup terhadap catu daya dan yang tidak ada dalam rangkaian untuk tujuan praktis. Namun, dioda menjadi bias maju ketika sakelar dibuka, relatif terhadap induktor, dan memungkinkan arus dalam sirkulasi loop dari potensial positif di bagian bawah induktor ke potensial negatif di atas.
Tegangan melintasi induktor akan menjadi fungsi dari penurunan tegangan maju dioda Flyback. Total waktu untuk disipasi dapat bervariasi, tetapi akan berlangsung selama beberapa milidetik
Dioda freewheel atau Flyback pada dasarnya terhubung melalui kumparan induktif untuk mencegah lonjakan tegangan jika daya dimatikan ke perangkat. Akan ada lonjakan tegangan yang tajam ketika daya ke beban induktif, yaitu kumparan dan induktor lainnya dimatikan.
Kemudian, menurut hukum Lenz arah tegangan ini akan berlawanan dengan tegangan yang diberikan. Coil relai bermuatan magnetis ketika arus mulai mengalir dan menyimpan energi dalam medan magnet di sekitar coil.
Arus dalam kumparan cenderung berkurang jika ada gangguan supply daya, efek ini akan menyebabkan lonjakan tegangan. Tegangan yang diinduksi akan melompati kontak relai yang terhubung ke coil. Kehidupan kontak akan terpengaruh ketika percikan api dan lengkungan diproduksi.
Transistor yang bisa menggerakkan coil relai akan merusak komponen elektronik dengan lonjakan tegangan. Lonjakan tegangan akan berada di arah sebaliknya ketika dioda freewheeling terhubung dalam bias balik ke tegangan supply.
Ketika ini terjadi maka korsleting terjadi melalui dioda. Lonjakan tegangan dengan demikian konsleting melintasi coil. Ini akan melindungi rangkaian yang terhubung.
Dari persamaan V = Ldi/dt, perangkat induktif menghasilkan tegangan. Nilai di/dt akan besar, ketika arus tiba-tiba turun ke nol, yang menghasilkan tegangan “tendangan induktif”. Ini mengakibatkan kerusakan pada komponen lainnya.
Dioda Flyback akan memberikan jalur untuk arus induktif mengalir. Sekarang dapat dikatakan bahwa arus yang melalui kombinasi dioda/induktor pada saat mematikan akan sama dengan arus yang mengalir tepat sebelum dimatikan.
Kerusakan eksponensial I = imax (1-exp (-Lt / R)
Dioda Flyback membuat induktor untuk menarik arus dari dirinya sendiri dalam satu lingkaran sampai energi dihamburkan dalam dioda dan kabel. Ketika arus mengalir ke motor induksi AC tiba-tiba terganggu, maka induktor mencoba untuk mempertahankan peningkatan tegangan dan arus dengan membalik polaritas.
Dengan tidak adanya "dioda freewheeling" tegangan bisa sangat tinggi dan dapat merusak perangkat switching IGBT, Thyristor, dll. Dengan ini, arus balik dibiarkan mengalir melalui dioda dan menghilang.
Ketika sebuah sakelar tunggal digunakan dengan sakelar transformator inti besi atau ferit, maka dioda freewheeling akan memperlambat laju perubahan arus dan tidak akan mentransfer daya ke sisi sekunder dan ketika induktor dihidupkan kembali oleh perangkat switching dan kemungkinan besar itu akan menjenuhkan inti untuk melewati arus yang deras.
Dalam trafo yang diaktifkan, lebih baik tidak menggunakan dioda freewheeling dengan motor untuk memecahnya dan akan membuang-buang tenaga di dioda itu sendiri ketika membutuhkan pendingin yang baik.
Di sini dioda catch digunakan untuk menghilangkan flyback, ketika lonjakan tegangan yang tiba-tiba terlihat pada beban induktif ketika arus supply tiba-tiba berkurang. Ini membantu rangkaian dari kerusakan. Itu akan dicegah dari membeli rangkaian baru.
Dioda freewheeling adalah bentuk yang disederhanakan di mana sumber tegangan dihubungkan ke induktor dengan sakelar.
Desain Dioda Freewheeling
Dalam diagram di bawah ini, sebuah dioda freewheeling ditempatkan melintasi induktor. Dioda flyback ideal akan memiliki puncak arus maju yang sangat besar; kapasitas yang membantu dalam menangani transien tegangan dari kebakaran dioda, catu daya induktor cocok untuk tegangan breakdown terbalik dan drop tegangan maju rendah.Lonjakan tegangan dapat 10 kali lipat dari tegangan sumber daya yang tergantung pada peralatan yang terlibat dan aplikasi. Dapat dipahami bahwa tidak meremehkan energi yang terkandung dalam induktor berenergi.
Dioda flywheel dapat menyebabkan penundaan drop out kontak ketika daya dilepas dan relai kumparan DC digunakan. Hal ini disebabkan oleh sirkulasi arus yang terus menerus dalam dioda dan coil relai.
Pembukaan kontak sangat penting karena Resistor bernilai rendah ditempatkan secara seri dengan dioda, yang membantu menghilangkan energi kumparan lebih cepat.
Dalam aplikasi flywheel, dioda Schottky digunakan untuk beralih konverter daya, karena mereka akan memiliki penurunan maju terendah yaitu 0.2V. Ini juga merespons dengan cepat dalam bias terbalik dalam kasus induktor sedang diberi energi kembali. Sementara mentransfer energi dari Induktor ke Kapasitor, ia menghilangkan lebih sedikit energi
Prinsip Kerja Dioda Freewheeling
Prinsip kerja dioda freewheeling akan sederhana dan akan dijelaskan dengan tiga rangkaian. Itu akan membuat pemahaman yang jelas bagaimana cara kerjanya. Dalam kondisi mapan, sakelar akan ditutup untuk waktu yang lama, sehingga induktor mendapatkan energi penuh dan berperilaku seolah-olah itu pendek.Sekarang arus akan mengalir turun dari terminal positif ke terminal negatif dari sumber tegangan, melalui induktor. Jika sakelar dibuka, induktor akan menahan arus yang tiba-tiba. Jika dI/dt besar maka tegangan besar dengan menggunakan energi medan magnet yang tersimpan dan akan menciptakan tegangan sendiri.
Potensi positif yang sangat besar diciptakan di mana ada potensi negatif, dan potensi negatif dibuat di mana ada potensi positif. Sakelar akan tetap pada tegangan catu daya, tetapi tetap berhubungan dengan induktor dan akan menarik tegangan negatif.
Karena sakelar terbuka maka tidak ada koneksi yang dibuat secara fisik untuk memungkinkan arus terus mengalir, lengkung melintasi celah udara disebabkan karena perbedaan potensial besar sakelar terbuka.
Sekarang ini diselesaikan dengan menggunakan dioda Flyback. Masalah starvation-arc dengan membiarkan sampai energi dihamburkan melalui kerugian dalam kawat oleh induktor untuk menarik arus darinya dalam loop kontinu, dioda dan resistor.
Dioda akan bias balik ketika sakelar ditutup terhadap catu daya dan yang tidak ada dalam rangkaian untuk tujuan praktis. Namun, dioda menjadi bias maju ketika sakelar dibuka, relatif terhadap induktor, dan memungkinkan arus dalam sirkulasi loop dari potensial positif di bagian bawah induktor ke potensial negatif di atas.
Tegangan melintasi induktor akan menjadi fungsi dari penurunan tegangan maju dioda Flyback. Total waktu untuk disipasi dapat bervariasi, tetapi akan berlangsung selama beberapa milidetik
Dioda freewheel atau Flyback pada dasarnya terhubung melalui kumparan induktif untuk mencegah lonjakan tegangan jika daya dimatikan ke perangkat. Akan ada lonjakan tegangan yang tajam ketika daya ke beban induktif, yaitu kumparan dan induktor lainnya dimatikan.
Kemudian, menurut hukum Lenz arah tegangan ini akan berlawanan dengan tegangan yang diberikan. Coil relai bermuatan magnetis ketika arus mulai mengalir dan menyimpan energi dalam medan magnet di sekitar coil.
Arus dalam kumparan cenderung berkurang jika ada gangguan supply daya, efek ini akan menyebabkan lonjakan tegangan. Tegangan yang diinduksi akan melompati kontak relai yang terhubung ke coil. Kehidupan kontak akan terpengaruh ketika percikan api dan lengkungan diproduksi.
Transistor yang bisa menggerakkan coil relai akan merusak komponen elektronik dengan lonjakan tegangan. Lonjakan tegangan akan berada di arah sebaliknya ketika dioda freewheeling terhubung dalam bias balik ke tegangan supply.
Ketika ini terjadi maka korsleting terjadi melalui dioda. Lonjakan tegangan dengan demikian konsleting melintasi coil. Ini akan melindungi rangkaian yang terhubung.
Dari persamaan V = Ldi/dt, perangkat induktif menghasilkan tegangan. Nilai di/dt akan besar, ketika arus tiba-tiba turun ke nol, yang menghasilkan tegangan “tendangan induktif”. Ini mengakibatkan kerusakan pada komponen lainnya.
Dioda Flyback akan memberikan jalur untuk arus induktif mengalir. Sekarang dapat dikatakan bahwa arus yang melalui kombinasi dioda/induktor pada saat mematikan akan sama dengan arus yang mengalir tepat sebelum dimatikan.
Kerusakan eksponensial I = imax (1-exp (-Lt / R)
- Imax = arus awal
- t = matikan
- L = induktansi
- R = resistansi seri yang setara dari rangkaian
Prinsip Utama Dioda Flyback
Ketika transistor ON, itu akan menjadi bias terbalik dan tidak akan ada di rangkaian. Ketika transistor OFF, dioda Flyback akan maju bias. Dioda Flyback akan membuat induktor untuk menarik arus dari dirinya sendiri dalam bentuk lingkaran sampai seluruh energi dihamburkan dalam kabel dan dioda.Dioda Flyback membuat induktor untuk menarik arus dari dirinya sendiri dalam satu lingkaran sampai energi dihamburkan dalam dioda dan kabel. Ketika arus mengalir ke motor induksi AC tiba-tiba terganggu, maka induktor mencoba untuk mempertahankan peningkatan tegangan dan arus dengan membalik polaritas.
Dengan tidak adanya "dioda freewheeling" tegangan bisa sangat tinggi dan dapat merusak perangkat switching IGBT, Thyristor, dll. Dengan ini, arus balik dibiarkan mengalir melalui dioda dan menghilang.
Ketika sebuah sakelar tunggal digunakan dengan sakelar transformator inti besi atau ferit, maka dioda freewheeling akan memperlambat laju perubahan arus dan tidak akan mentransfer daya ke sisi sekunder dan ketika induktor dihidupkan kembali oleh perangkat switching dan kemungkinan besar itu akan menjenuhkan inti untuk melewati arus yang deras.
Dalam trafo yang diaktifkan, lebih baik tidak menggunakan dioda freewheeling dengan motor untuk memecahnya dan akan membuang-buang tenaga di dioda itu sendiri ketika membutuhkan pendingin yang baik.
Aplikasi Dioda Freewheeling
Beban induktif dimatikan oleh perangkat semikonduktor- Relai driver
- Driver motor H-bridge
- Penyearah gelombang penuh