Diod till halvledarrelä

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Bigboss
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 september 2016, 17:55:27

Diod till halvledarrelä

Inlägg av Bigboss »

Tänkte PWM-styra bränslepumpen i hobbybilen med ett halvledarrelä. Pumpen drar ca 10-15A, 12V
Länk till relä: http://www.hella.com/microsite-electron ... y-130.html

Jag undrar om jag behöver nån diod eller motstånd för att skydda relät från backspänning från pumpen, eftersom det är en induktiv last. Såsom bilden beskriver längst ner på denna sidan: http://www.lingenfelter.com/PDFdownload ... 773001.pdf

Förstår inte riktigt diodinkopplingen på bilden, blir det inte kortis mellan plus och minus om man kopplar en diod såsom bilden visar?
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26628
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Icecap »

Välkommen till forumet.

Den funktion kan uppnås med en N-MOSFET om man vill.

Jo, dioden är felvänd på det schema.
Bigboss
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 september 2016, 17:55:27

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Bigboss »

Tackar!

Vilken funktion menar du att man kan uppnå med N-MOSFET?

Okej, får se om jag begriper mig på detta. Då är det alltså en zenerdiod man ska ha?
Zenerdiodens funktion i detta fall är alltså om en backspänningsspik uppstår som är över den normala spänningen så öppnar dioden "bakvägen" och släpper ner spänningsspiken till jord? Är det korrekt?

Efter vilka kriterier ska man dimensionera zenerdioden tro? Om jag normalt har 14V, vid vilken spänning är det lämpligt att zenerdioden öppnar sig?

De här backspänningsspikarna, uppstår dem hela tiden (PWM-frekvens 1000Hz), eller bara när pumpen stannar helt?

Dumma frågor kanske, men jag har dålig koll.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26628
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Icecap »

Nej, dioden ska vara en helt vanlig diod.

Det som händer är att den induktiva komponenter bygger upp ett magnetfält (= energi) när den får ström. När den ström sedan bryts kommer den uppsparad energin att släppas ut på ledningarna vilket ger en kort och "kraftig" motsatt polariserat puls.

Den puls kortsluter man med en diod eller annan koppling som absorbera energin och får den att bli harmlös.

Alltså ska katoden på dioden riktas mot +.

Och reläet kan ersättas med en N-MOSFET om man vill - under vissa förutsättningar.
Source till GND (chassi typ).
Drain till det som ska drivas, minuspolen på det.

På Gate skickar man in PWM med en signalstyrke på kanske 10-12V, då kommer transistorn att slå på och av i enlighet med detta.
Dioden över belastningen ska såklart fortfarande monteras.
Bigboss
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 september 2016, 17:55:27

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Bigboss »

Det relät jag ska använda är ett Solid-state relay som har MOSFET i sig. Det kunde jag kanske skrivit tydligare dock.

Kopplingsschemat till det relät visar:
30 Plusmatning
85 jord
86 PWM-signal från styrenhet (jord)
87 Skickar ut PWM-plus till det som ska drivas

Läste att man ska ha en så kallad (TVS) Transient Voltage Suppression Diode. Är det nån speciell diod så den kan sitta som enligt bilden? (katod på minus)
Tycker det är märkligt att ha en vanlig diod med katod på minus, då blir de väl kortslutning direkt?

Jag fattade (godtyckligt) när du sa att ha katod på plus, men då menade du att man har PWM-drivningen på lastens minussida. I mitt fall verkar det vara tvärtom.
Mindmapper
Inlägg: 7091
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Mindmapper »

Solid state reläet du funderar på, driver lasten på positiva sidan.
Normalt när man driver med mosfet är att man ansluter + till lastens ena sida och sidan som man normalt ansluter till -. ansluter man till mosfeten. Transistorn sluter alltså kretsen mot minus. Väldigt vanligt speciellt i fordonssammanhang. Fast vanliga reläer använder man mest för drivning på positiva sidan. Därav att de gjort solidstate relät så att den driver på positiva sidan. Det kräver mer elektronik inne i solid state reläet, än vad drivning med en mosfet ner till gnd behöver. Traditionellt har transistorer haft mindre förluster när de fått sluta mot gnd. Numera börjar det jämna ut sig.

Oavsett vilket så ska dioden som tar bort transienter ha anoden mot gnd.

Man kan också använda en transientskyddsdiod. Fördelen med en transientskyddsdiod är att den även tar hand om positiva spänningar som blir för höga. Men den måste dimensioneras rätt. Det måste naturligtvis vilken diod som helst, men det är enklare att dimensionera en schottkydiod. En transientskyddsdiod är också dyrare än andra dioder.
Bigboss
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 september 2016, 17:55:27

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Bigboss »

Jaha, då får vi se om jag begriper nåt.
Kommentera gärna mina påståenden så jag vet att jag förstått det hela rätt.
Jag fokuserar på mitt specifika fall med Plus-styrd PWM.

På lastens minussida kan det alltså uppstå höga minus-spänningar?
Är det ens ett problem i detta fallet när PWM-drivningen är plusstyrd? Minus från lasten sitter ju direkt i jord. Varför behövs en diod här?
Nu blir det ju en diod här oavsett, men det känns ju som att nyttan med dioden mest finns i nästa stycke, här nedan.

På lastens plussida kan det alltså uppstå höga plus-spänningar, och anledningen till hela diodhistorian är att dessa plusspänningar kan vara skadligt för MOSFET-relät?
Därför måste man ha en diod som kortsluter från plus till minus. Då måste det alltså vara en transientskyddsdiod som har egenskaper att öppna från katod till anod vid en viss spänning?

Har jag förstått nånting tro?
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26628
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Icecap »

Inte helt i mål.

Över en induktiv last uppstår det höga spänningar när spänningen bryts. Dessa spänningspulser har motsatt riktat polaritet i förhållande till driftspänningen.

Spänningstoppen som uppnås beror på kapacitiv och ohmsk belastning men den uppgår lätt till flera hundrade volt, något som kan knäcka en halvledare.

För att stoppa eller begränsa denna puls kan man göra på olika sätt, t.ex. en diod eller en kondensator i serie med ett motstånd över induktansen.

Ett praktisk försök: ta ett 12V mekanisk relä (5V duger också). Lägg på en spänning på spolen som motsvarar dragspänningen, lägg på ett finger på båda polerna på spolen - och bryt strömmen vid att dra bort en ledning med matningen.

Resultat: du får en stöt, större eller mindre beroende på relästorlek.
Mindmapper
Inlägg: 7091
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Mindmapper »

Bigboss skrev:Jaha, då får vi se om jag begriper nåt.
Kommentera gärna mina påståenden så jag vet att jag förstått det hela rätt.
Jag fokuserar på mitt specifika fall med Plus-styrd PWM.

På lastens minussida kan det alltså uppstå höga minus-spänningar?
Är det ens ett problem i detta fallet när PWM-drivningen är plusstyrd? Minus från lasten sitter ju direkt i jord. Varför behövs en diod här?
Nu blir det ju en diod här oavsett, men det känns ju som att nyttan med dioden mest finns i nästa stycke, här nedan.

På lastens plussida kan det alltså uppstå höga plus-spänningar, och anledningen till hela diodhistorian är att dessa plusspänningar kan vara skadligt för MOSFET-relät?
Därför måste man ha en diod som kortsluter från plus till minus. Då måste det alltså vara en transientskyddsdiod som har egenskaper att öppna från katod till anod vid en viss spänning?

Har jag förstått nånting tro?
Precis som ICECAP säger så är det stora bekymret med induktiva laster den Mot EMK som skapas när lasten bryts (slås ifrån). Det skyddar en diod för hur bra som helst.

Har du en last som kan ta skada av överspänning av rätt polaritet behöver du en transientskyddsdiod. Den induktiva lasten du har är inte känslig för tillfälliga transienter (överspänningar) därför har du inget behov av transientskyddsdioden för att skydda lasten. Däremot behöver du skydda för Mot EMK,n. Vore väl skit av ett solidstaterelä för fordonsbruk om det inte är skyddat för de transienter som förekommer i fordon. Tror knappast att HELLA skulle skicka ut en sådan produkt på marknaden.

Däremot vill man inte att de transienter som Mot EMK,n skickar ut inte ska sprida sig i systemet. ioden bör sättas så nära källan som möjligt. Att nu en tillverkare av transientskyddsdioder rekommenderar en sådan är väl inte konstigt. Det vore tjänstefel att inte rekommendera sina egna produkter. De vet dessutom inte vilken apparat du kopplar in efter ssr.
Bigboss
Inlägg: 7
Blev medlem: 3 september 2016, 17:55:27

Re: Diod till halvledarrelä

Inlägg av Bigboss »

Ah, missade den detaljen i farten, motsatt polaritet på spänningsspikarna var det ju.

Med EMK menar du bränslepumpen antar jag?

Får se om ni godkänner mina antaganden här.

Jag antar nu att det inbyggt i relät finns en diod som skyddar själva relät.
Jag antar nu att det mest är bilens övriga elsystem som ska skyddas med en diod över lasten. (så nära lasten som möjligt)
Dessa plus-spänningsspikar som uppstår på lastens minussida är farliga då de kan transporteras via chassijorden till andra komponenter i bilen.
Därför sätter man en diod över lasten så minussidan kan jorda ner sin plus-spänningsspik till plussidan som just vid spiken agerar minus.

Tänker jag rätt här nu?
Skriv svar