@Berufsbastler, Lötfix:
Der Vorteil der Schaltung mit Zenerdiode hat sich mir noch nicht sicher erschlossen.
Zitat :
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berufsbastler schrieb:
Man kann auch zusätzlich eine Z-Diode in Reihe schalten um die Energie schneller abzubauen. ... Die Diode muss die Energie verbraten die die Induktivität (Relaisspule) gespeichert hat. |
Das klingt für mich so, als solle die Z-Diode als Heizelement benutzt werden.
Aber welchen Vorteil bringt das gegenüber dem Verheizen der Energie in den Spulenwicklungen (wenn man die Z-Diode nicht verbaut)?
Nach mal ganz von vorne:
Wir haben ein kollabierendes (also sich schnell änderndes) Magnetfeld, das eine nicht angeschlossene Spule (lose Enden) umgibt.
Das sich ändernde Magnetfeld bewirkt eine Kraft auf die frei beweglichem Ladungsträger (Elektronen) im Spulendraht. Durch Ladungsträgerverschiebung entsteht am einen Ende des Drahtes ein Elektronenüberschuss, am anderen ein Elektronenmangel.
Man hat somit eine Potentialdifferenz (schimpft sich auch Spannung) zwischen den beiden Drahtenden.
Ist das Magnetfeld weg, verteilen sich die Elektronen wieder gleichmäßig im Draht.
(Der sich ändernde Strom bewirkt natürlich wieder eine Änderung im Magnetfeld der Spule, der besseren Verständlichkeit halber schreibe ich das aber mal vereinfacht so).
Also hat man an einer nicht angeschlossenen, frisch abgeschalteten Spule eine hübsche kleine Spannungsspitze.
Außerdem erwärmt sich der Draht durch die Verschiebere etwas.
Ist die Spule doch nicht komplett vom Rest der Schaltung getrennt (sie hängt ja noch am Treibertransistor), wirkt die Spannungsspitze auf die Schaltung ein. Um das zu verhindern, baut man ein Kurzschlußventil ein (die Freilaufdiode).
Die theoretische optimale Freilaufdiode wird sofort nach der Spannungsumkehr leitend, so dass sich erst gar keine Induktionsspannung (größer als die Dioden-Flußspannung) aufbauen kann, weil die Spule direkt kurzgeschlossen wird. Der Stromfluß wird durch den Widerstand des Drahtes begrenzt. Weil unsere Schaltung aus Spulendraht und Freilaufdiode recht niederohmig ist, gibt es einen kurzen, starken Stromimpuls. Den muss die Diode vertragen.
Weil an Diode und Draht die gleiche Spannung anliegt (Parallelschaltung) und auch der gleiche Strom fließt (Reihenschaltung), wird in Spule und Diode die gleiche Energiemenge verheizt. Der Draht kann das ab; ob es die Diode auch abkann, darum dreht sich der ganze Fred.
Wenn man nun in Reihe zur Freilaufdiode eine Zenerdiode schaltet, erhöht sich die Spannung nach dem Abschalten an der Spule auf Zenerdiodendurchbruchsspannung+Freilaufdiodenflußspannung (wenn beide Dioden erst mal leitend geworden sind). Das Kurzschlussventil ist nun nicht mehr so niederohmig; die Energie des Magnetfeldes wird nicht mehr so schnell in Wärme umgesetzt. Der Strom durch die Freilaufdiode ist geringer (dafür länger andauernd). Aber die Zenerdiode muss dafür mehr Energie verheizen als die Freilaufdiode (proportional zur jeweils abfallenden Spannung).
Habe ich das so weit richtig verstanden? Ist leider etwas holprig formuliert.
An welchen Stellen setzt man die Kombination aus Gleichrichterdiode und Zenerdiode in der Praxis tatsächlich ein?
Bei den Schaltplänen mit Kleinleistungsrelais, die ich kenne, habe ich das noch nicht gesehen.
Zitat :
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| Ich würde da z.B. beim 12V-Relais eine 4148 mit 12V Z-Diode in Reihe nehmen. |
Warum? Die Induktionsspannung hat doch den entgegengesetzten Sinn zur Betriebsspannung; der Strom möchte doch "verkehrt herum" fließen. Ist da eine Begrenzung auf einen geringeren Spannungswert nicht sinnvoll?
Offtopic :
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@Georg:
Zitat :
| Dieser Youngster legte hier eine Liste von Scheinfragen an,
blos um die Antworten zu bekommen, die ihm gefallen. |
Ich habe die Diskussion im anderen Fred mehr als ein Aneinander-Vorbei-Reden empfunden. |
Gruß, Bartho
