Шунтирование катушки диодом - как ускорить падение обратного тока?
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Электромагнитный клапан управляется с Ардуино, V=14Вольт, A=1.9А, L=? (нет данных). Шунтирую катушку быстродействующим диодом HER508
Все работает, но клапан закрывается с некоторой задержкой после снятия напряжения. Из гугла стало понятно, что при отключении в катушке возникает обратный ток, которые гасится на диоде и нужно некоторое время, чтобы ток спал до значений, когда клапан изменит свое состояние.
Как уменьшить время которое требуется клапану, чтобы изменить состояние после снятия напряжения?
Интернет посоветовал поставить стабилитрон? а какой именно стабилитрон нужен? есть способы эффективнее стабилитрона,те чтобы клапан срабатывал быстрее и меньше это все грелось? Клапан открывается/закрывается 2 раза в секунду.
"подсмотреть" у боша или сименса, например, как они управляют сервоклапанами. Но скажу сразу, схемотехника там будет сложная.
Я чайник в "железячных" вопросах, помню только курс физики ну и гуглить немного могу :) можете тыкнуть носом где это можно подсмотреть?
На самом деле вопрос не такой простой, как кажется на первый взгляд.
Например, при установке стабилитрона (или резистора) напряжение на мосфете будет больше напряжения питания. Вопрос: а мосфет к этому готов? Есть у него запас по напряжению?
мосфет используется - IRF1405 - 55В 133А (кажется я его на картинке нарисовал неверно, в реальности он подключен правильно)
Из гугла стало понятно, что при отключении в катушке возникает обратный ток, которые гасится на диоде и нужно некоторое время
Неверно. Подумай еще над полярностью диода.
Как уменьшить время которое требуется клапану, чтобы изменить состояние после снятия напряжения?
Приложить напряжение противоположной полярности.
можете тыкнуть носом где это можно подсмотреть?
В нете не знаю, я читал книжку по теории управления гидравлическими сервоприводами. Там был кусок схемы выходного каскада управления соленоидом. Скажу сразу, сложно там всё, мосфетов там штуки четыре + обвязка. Но схема позволяет определять момент страгивания иглы, открытие, закрытие и тд. Можно погуглить, может она есть в сети. Формат большого каталога страниц на 40. Обложка желтого цвета. Дальше не помню, давно это было.
Приложить напряжение противоположной полярности.
Совершенно верно!
Но есть способ "круче" ::: подаём коротенькие импульсы на катушку, такие, что она не успевает сработать (клапан или ещё что). Гасящих диодов там нет, стоит быстродействующий диод, который "срезает" индуктивный выброс и отправляет его на бустерную ёмкость. На 20В там будет 80В ~~ примерно. Для быстрого закрытия используем это бустерное напряжение обратной полярности. Вот такой там принцип.
шунтирование мосфета диодом будет не лишним
мосфет используется - IRF1405 - 55В 133А (кажется я его на картинке нарисовал неверно, в реальности он подключен правильно)
Нет, ну это только один момент, а там их много.
По поводу выбора стабилитрона: очевидно, стабилитрон должен быть способен рассеять на себе энергию, запасенную в соленоиде без ущерба для себя. Ну и чтобы "не грелся" тоже не получится, хотя часть "нагрева" с катушки перейдет на стабилитрон. Но в сумме будет то же самое.
Да по сути все равно, какой именно эффект возникает при отключении питания. у задача меня свою проблему решить, а не сдать экзамен по электротехнике.
В дополнение к диоду, который уже есть внутри мосфета?
Да по сути все равно, какой именно эффект возникает при отключении питания. у задача меня свою проблему решить, а не сдать экзамен по электротехнике.
И как ты собрался решить проблему, если ты ни хрена не понимаешь, что происходит? Да еще и не хочешь понимать. Да еще и хамишь людям, которые тебе пытаются объяснить?
Это где такие "рыбные" мосфеты продаюцца?
Если и вешать стабилитрон то последовательно транзистору и катушки. По факту это снизит ток в катушке и катушка быстрее закроется.Так же параллельно последовательному стабилитрону подбирать конденсатор для ускорения открытия. Но эти рецепты только для того кто понимает что и почему. Потому что иначе скажется на надежной работе клапана.
Не знаю где вы увидели хамство, поэтому переформулирую, моя задача - это не узнать в деталях как оно все работает, начиная от p-n перехода в диоде и заканчивая ЭДС, а решить проблему с подсказками форумчан. Источник проблемы (медленное закрытие клапана) я кажется определил верно(после выключения напряжения, ток все равно есть и медленно падает) и прошу совета как ее решить.
А что с мосфетом не так? интернет подсказал какие параметры нужно смотреть (напряжение открытия, пропускаемое напряжение) я посмотрел ассортимент ближайшего интернет магазина и купил там первый мосфет, который подошел по параметрам.
а решить проблему с подсказками форумчан.
Поэтому ты хамишь в ответ на подсказки, понятно.
моя задача - это не узнать в деталях как оно все работает, начиная от p-n перехода в диоде и заканчивая ЭДС, а решить проблему с подсказками форумчан.
Как же ты собрался решать проблему, не желая ничего узнавать о причинах этой проблемы и способах ее устранения?
При всем уважении, вопрос был ведь не о том, какие процессы протекают в цепи с индуктивностью при отключении питания, а как уменьшить время срабатывания клапана.
От того, что я перескажу вам вот эту статью, которую я читал для понимания процеса, на решение проблемы это никак не повлияет. А комментарии вида "Неверно. Подумай еще над полярностью диода." больше характены для экзамена, чем для желания помочь решить проблему.
Присоединюсь... пожалуй... к всеобщему стёбу...
Все работает, но клапан закрывается с некоторой задержкой после снятия напряжения.
С какой??? Вы её меряли???
Как уменьшить время которое требуется клапану, чтобы изменить состояние после снятия напряжения?
Насколько его нужно уменьшить??? Нулевым оно не станет... по определению...
Может не надо его трогать... а просто закрывать клапан раньше??? Никто ваших хотелок не знает...
Интернет посоветовал поставить стабилитрон? а какой именно стабилитрон нужен?
С нужным напряжением... и рабочим током не менее 1.8 А...
есть способы эффективнее стабилитрона,те чтобы клапан срабатывал быстрее и меньше это все грелось?
Меньше грелось что??? Мосфет... катушка... диод... стабилитрон??? Посчитайте выделяемую мощность... к нулю всё равно её не сведёте...
You're welcome. К этой особенности русскоязычных форумов я привык и не обижаюсь :) во время стеба нет-нет, да и проскальзывают умные мысли.
Клапан щас закрывается с задержкой в полсекунды, нужно ее уменьшить до 0,1 секунды. Почему именно так можно обсуждать, но эта тема другой беседы, считаем, что ТЗ именно такое.
Напряжение я могу прикинуть, 60(напряжение транзистора) - 25 (максимальное напряжение в цепи) получается где-то 35 вольт, ну округлим до 25 вольт, чтобы точно мосфет не пробить. Вот только мощность получатеся такой, что таких стабилитронов нету. Где ошибка в рассуждениях?
Стаб конечно, остальное все нормально. Меньше грелось - это, чтобы я кожу себе не спалил, если случайно притронусь, а 40-60 градусов - вполне нормально, если это штатная температура.
При всем уважении, вопрос был ведь не о том, какие процессы протекают в цепи с индуктивностью при отключении питания, а как уменьшить время срабатывания клапана.
Вот я и спрашиваю, как Вы собираетесь придумать способ уменьшения времени срабатывания без понимания процессов, которые при этом происходят?
Т.е. одно как бы необходимо для другого.
От того, что я перескажу вам вот эту статью, которую я читал для понимания процеса, на решение проблемы это никак не повлияет. А комментарии вида "Неверно. Подумай еще над полярностью диода." больше характены для экзамена, чем для желания помочь решить проблему.
Здесь Вы манипулируете понятиями. Помочь человеку что-то сделать можно только одним способом - делать вместе с ним. Если человек сидит, ничего не делает и ждет, кто ему поможет, то единственная доступная помощь - это сесть вместе с ним, ничего не делать и ждать, кто поможет. А то, что Вы пытаетесь выдать за "помочь Вам" на самом деле называется "сделать вместо Вас".
Вот сами Вы что сделали? Посчитали, какими характеристиками должен обладать стабилитрон? Нашли подходящий? Поставили в схему и выяснили, что изменилось? Что?
Если Вам нужно решение Вашей проблемы, но сами Вы в ней разбираться не хотите, то это однозначно платная услуга и обратиться Вам нужно в раздел "Ищу исполнителя".
А у меня вопрос, что будет если последовательно с диодом поставить маленький резистор (2R7 или что-то такое). ОП жалуется ток медленно падает, ток большой долго существует, так может создать препятствие току (резистор) чтобы он реще сошел на нет, логично, не? и никакой стабилитрон не нужен.
Ещё вариант, много (больше одного) диодов в параллель, но хз что это даст.
А у меня вопрос, что будет если последовательно с диодом поставить маленький резистор (2R7 или что-то такое). ОП жалуется ток медленно падает, ток большой долго существует, так может создать препятствие току (резистор) чтобы он реще сошел на нет, логично, не? и никакой стабилитрон не нужен.
Ещё вариант, много (больше одного) диодов в параллель, но хз что это даст.
Нет. Нипадет. Реззистор только затормозит падение напряжения на катушке.
Клапан щас закрывается с задержкой в полсекунды, нужно ее уменьшить до 0,1 секунды.
А банально подавать сигнал на закрытие на 0.4 с раньше не судьба. Это было бы оптимальное решение. И сточки зрения нагрева - тоже.
Напряжение я могу прикинуть, 60(напряжение транзистора) - 25 (максимальное напряжение в цепи) получается где-то 35 вольт, ну округлим до 25 вольт, чтобы точно мосфет не пробить. Вот только мощность получатеся такой, что таких стабилитронов нету. Где ошибка в рассуждениях?
Циферку мощности озвучте. А то Ваш вывод представляется мне не очень убедительным.
Опять же, если нет физически такого стабилитрона, можно собрать его аналог на достаточно мощных активных элементах.
Стаб конечно, остальное все нормально. Меньше грелось - это, чтобы я кожу себе не спалил, если случайно притронусь, а 40-60 градусов - вполне нормально, если это штатная температура.
Чтобы меньше грелось, единственный вариант - сдвигать время задержки. Во всех остальных случаях греться будет точно так же. Можно только перераспределить тепло на другие элементы схемы, но выделяемая мощность не изменится. Закон сохранения энергии, однако.
... Шунтирую катушку быстродействующим диодом HER508
... Из гугла стало понятно, что при отключении в катушке возникает обратный ток, которые гасится на диоде и нужно некоторое время, чтобы ток спал до значений, когда клапан изменит свое состояние.
Вас ввели в заблуждение гуглем.
1. Ток в катушке, ПРЯМОЙ ток, у вас возникает когда вы подаёте на неё напряжение.
2. При отключении напряжения ток никуда не исчезает,
а продолжает протекать в том же направлении и с тем же значением.
Это называется "Первый закон коммутации"
https://electroandi.ru/toe/per-proc/perekhodnye-protsessy-v-elektrichesk...
3. А вот при обрыве с помощью контактов ( или транзистора ) тока через индуктивность
на её концах возникает обратное НАПРЯЖЕНИЕ.
Потому что ток продолжает идти, а сопротивление выросло вплоть до бесконечности.
Что мы и видим в виде искры или пробитого транзистора
Допустим у вас шёл ток 1 Ампер и вы размыкаете его контактами
с подключенным параллельно им резистором 1 килоОм.
Тогда по закону Ома напряжение импульса будет 1 килоВольт.
А у меня вопрос, что будет если последовательно с диодом поставить маленький резистор (2R7 или что-то такое). ОП жалуется ток медленно падает, ток большой долго существует, так может создать препятствие току (резистор) чтобы он реще сошел на нет, логично, не? и никакой стабилитрон не нужен.
Ещё вариант, много (больше одного) диодов в параллель, но хз что это даст.
1. Резистор - это тоже вариант. Но он по всем параметрам (кроме цены) хуже стабилитрона: и напряжение на мосфете будет больше, и сокращение времени будет меньше.
2. А ничего не даст.
Вот я и спрашиваю, как Вы собираетесь придумать способ уменьшения времени срабатывания без понимания процессов, которые при этом происходят?
Т.е. одно как бы необходимо для другого.
да куча способов, и ни один из них не требует знания откуда возник этот ток. задача ведь сводится к тому, что нужно как можно быстрее погасить энергию,которая появилась после выключения цепи.
Если Вам нужно решение Вашей проблемы, но сами Вы в ней разбираться не хотите, то это однозначно платная услуга и обратиться Вам нужно в раздел "Ищу исполнителя".
Я ведь не требую от Вас ответа (те если отвечать не желаете, то просто лучше пройти мимо вместо того, чтобы учить меня, что я не желаю погружаться в дебри физических процессов), чтобы вы меня посылали в раздел "Ищу исполнителя". Для человека который занимается строительством и который держал паяльник на уроке труда в 9м классе, я считаю, что я сделал достаточно, чтобы попросить подсказать одну деталь, тех кто в этом разбирается.
А сделал я вот что:
* разобрался, что такое ардуино
* разобрался как работает мосфет и как его включить
* собрал схему
* разобрался почему работает не так как нужно
* разобрался какие способы есть, чтобы это исправить
да я заканчивал физмат и мне мне легче понять о чем идет речь, но говорить, что я требую от вас готового решения - это просто жонглирование словами.
задача ведь сводится к тому, что нужно как можно быстрее погасить энергию,которая появилась после выключения цепи.
Угу... щаззз...
А за какое время... срабатывает сам этот клапан... без всех этих цепей защиты... вы знаете???
А то получится... что упрётесь... в 0,3 сек. по паспорту... в силу механики... )))))))))))))))))
да я заканчивал физмат
сирЪёзнА??? )))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))
Чтобы не плодить дискуссию, но так сделать нельзя. Клапан срабатывает по датчику, угадать когда сработает датчик, я не могу.
Я вот как рассуждаю, если напряжение стаба у меня 25В, а ток 2А, то мощность получается 50Вт
В магазине мне сказали, что таких у них не бывает.
вот перераспределить и нужно, чтобы все компоненты работали в допустимом температурном режиме и без принудительного охлаждения.
Ivan-Z, а у меня нет для Вас готового решения. Так что "помочь" (т.е. принять участие в обсуждении) могу, а "сделать вместо Вас" - нет.
Вот, кстати, еще один вариант. Он основан на том, что ток удержания соленоида всегда меньше тока срабатывания. И если к моменту отключения мосфета ток будет равен току удержания, а не току срабатывания, то соленоид должен отпустить гораздо быстрее.
Можно также предложить аналогичную по замыслу схему, но не с конденсатором, а с двумя мосфетами.
конечно, со снопом искр на контактах он срабатывает быстрее чем мне требуется (когда я его включаю без мосфета и диода, а напрямую от блока питания)
В дополнение к диоду, который уже есть внутри мосфета?
если есть, то скорее всего дополнительный не нужен, считается по максимальному току
Такой вариант, меня тоже более чем устраивает, спасибо за помощь. Мне вся эта штука нужна для того, чтобы запускать через соленойд механизм тестирования устройства, а результаты уже озвучивать. Я озвучку нагенерировал через сервис озвучки, должно получиться прикольно.
а можете в двух словах описать, что там происходит. По резистору и кондеру на ум приходит только слово снабберная цепочка (я их видел когда гуглил), но не врубаюсь как именно тут срабатывает схема.
Клапан срабатывает по датчику, угадать когда сработает датчик, я не могу.
А в исходном сообщении Вы писали:
Клапан открывается/закрывается 2 раза в секунду.
Так кому же верить?
Я вот как рассуждаю, если напряжение стаба у меня 25В, а ток 2А, то мощность получается 50Вт
Понятно.
Но, вообще говоря, если в формулу входят известные Вам величины, то это еще не означает, что данная формула подходит к Вашему конкретному случаю.
Как раз в данном случае считать нужно совсем по-другому:
Нам надо рассеять на стабилитроне энергию, которая запасена в катушке индуктивности. Она, естественно, зависит от тока через индуктивность и величины индуктивности. (Кстати, индуктивность надо измерить и ее величину опубликовать на форуме. При условии, конечно, что Вы хотите добиться какого-то результата.) Ну а мощность - это та самая энергия, умноженная на частоту переключения, судя по исходному сообщению, - 2 Гц.
Т.е. в формулу должны входить не напряжение и ток, а индуктивность, частота и ток.
В магазине мне сказали, что таких у них не бывает.
Ну, сначала аккуратно посчитать, а потом, если окажется, что и таких мощностей не бывает, собрать аналог.
Хотя бы примерно такой:
конечно, со снопом искр на контактах он срабатывает быстрее чем мне требуется (когда я его включаю без мосфета и диода, а напрямую от блока питания)
Давайте все-таки будем говорить конкретными цифрами, а не эмоциональными образами.
да мне и верить :) схема срабатывает, примерно 2-3 раза в секунду, но время когда это происходит я не знаю. не описываю всю схему, чтобы не отвечать на комментарии вида "да вам это не нужно, делайте раз в 10 секунд и не умничайте"
да рад бы, но как это сделать имея в наличии только мультиметр? имхо никак.
Спасибо, завтра погуглю и вернусь с расчетами.
да рад бы, но в наличии таймер на телефоне и мультиметр. если замыкаю два провода - то все работает с скоростью, которая меня устраивает (но искрит, те через реле не подключить), если через мосфет с диодом - то есть задержка, которая не смертельна - то лучшее ее убрать.
да рад бы, но как это сделать имея в наличии только мультиметр? имхо никак.
Тогда мы в тупике. Кстати, Вам понадобится еще и осциллограф.
Ivan-Z, не имея необходимого оборудования, налаживать схему невозможно. Так что давайте, Вы сначала решите свои проблемы с приборами, проведете измерения, опубликуете результаты, и после этого продолжим обсуждение. Пока обсуждать нечего - нет данных.
возможно, что и нет. я вот как думаю. Величину индуктивности - ну можно предположить в каких-то пределах (можно даже несколько вариантов), дешевле купить 5 вариантов стабилитронов и перебрать комбинации, чтобы найти вариант, который работает нормально. Это дешевле чем купить осцилограф, если у меня так не получится, то тогда подйду на поклон к электронщикам города, чтобы понять какая индуктивность клапана.
Вот об этом я и писал: хотите ли Вы сделать это самостоятельно, или хотите, чтобы кто-то сделал вместо Вас.
А у меня вопрос, что будет если последовательно с диодом поставить маленький резистор (2R7 или что-то такое). ОП жалуется ток медленно падает, ток большой долго существует, так может создать препятствие току (резистор) чтобы он реще сошел на нет, логично, не? и никакой стабилитрон не нужен.
Ещё вариант, много (больше одного) диодов в параллель, но хз что это даст.
Нет. Нипадет. Реззистор только затормозит падение напряжения на катушке.
Как раз наоборот.
Магнитное поле в катушке создаётся током, при этом напряжение может быть любое.
Читаем про первый закон коммутации и применяем к нему закон Ома.
А чем больше сопротивление этого резистора тем быстрее упадёт ток.
Идеальный случай бесконечное сопротивление, но нам сильно не нравится что искрят контакты.
Потому что замыкая ток самоиндукции диодом мы энергией магнитного поля
греем активное сопротивление катушки ( и немного диод)
Замыкая резистором или стабилитроном (варистором) мы их греем также,
но при равных токах но сильно разных напряжениях большая часть энергии
уже тратится на нагрев внешнего резистора, стабилитрона, варистора.
Диод мы греем прикладывая к нему 1 Вольт, а стабилитрон или варистор может быть и 100-Вольтовым.
Пиковая мощьность забираемая из катушки при токе до коммутации 1 Ампер
будет или 1 Ватт или 100.
Вот так.....
будет или 1 Ватт или 100.
про резистор я тоже думаю, только номинал и мощность его нужно выбрать так, чтобы не поджарить мосфет.
Если ток 2А, то нам нужно сопротивление до 25 Ом (у мосфета 55В) и при этом, что бы мощность была в пределах, под которую можно найти резистор. завтра по магазинам пройдусь и посмотрю какие силовые резисторы есть.
конечно, со снопом искр на контактах он срабатывает быстрее чем мне требуется (когда я его включаю без мосфета и диода, а напрямую от блока питания)
Уменьшить время срабатывания
( кстати при этом никаких искр быть не может в принципе, вы просто ненадёжно замыкаете)
можно только повышая напряжение подаваемое в начальный момент.
А потом снижая его при достижении номинального тока.
Это называется "форсировка электромагнита"
У меня в 80-тых советские ДШИ-200 при удержании на 5-ти вольтах
на старте форсировались от 90 Вольтового питания ( через КТ805А ) одновибраторм на 155АГ1
А потом кто-то применил токовый шунт и компаратор для отключения высокого напряжения
будет или 1 Ватт или 100.
про резистор я тоже думаю, только номинал и мощность его нужно выбрать так, чтобы не поджарить мосфет.
Попробуйте один варистор (стабилитрон) Вольт на 100 параллельно катушке,
а второй параллельно транзистору, только учтите что у них напряжение не очень стабильное,
берите процентов на 20 меньше.
По поводу мощьности- у меня на достаточно больших контакторах
стоят варисторы 14мм или 20мм,
ну а в больнице лифты могут стартовать-тормозиться каждые 10-15 секунд
Я думаю вашему клапану и 7-10мм хватит за глаза.
https://pauk.top/varistor-chto-eto-takoe.html
https://elektro.guru/osnovy-elektrotehniki/rabota-varistora-princip-ekspluatacii-i-markirovka.html
будет или 1 Ватт или 100.
про резистор я тоже думаю, только номинал и мощность его нужно выбрать так, чтобы не поджарить мосфет.
Если ток 2А, то нам нужно сопротивление до 25 Ом (у мосфета 55В) и при этом, что бы мощность была в пределах, под которую можно найти резистор. завтра по магазинам пройдусь и посмотрю какие силовые резисторы есть.
Про резистор я писал в сообщении №26. Лучше соберите аналог мощного стабилитрона на биполярном или полевом транзисторе.
Интересно также снизить рабочий ток до тока удержания (сообщения №31 и №44).
Я это тоже имею в виду, пока у меня мысль прикинуть несколько вариантов, пойти в магазин и купить тот вариант который будет в наличии. Если будет несколько вариантов, то купить несколько и посмотреть какой заработает :)
По поводу стабилитрона, формула мощности в индуктивности это P = (L*I*I)/2, предположим что L=2Генри (ну не мало как-бы, но и вроде и должно на порядки отличаться для соленоида), тогда мощность выходит 4W (при А=2) .
Итого вроде как подходит стаб 1N5359BRLG (24В 5Вт) или Д815Ж (18В 8Bт)
Вы еще говорили про частоту, но вот куда ее применить, я не соображу. Ну да катушка будет 2-3 раза в секунду срабатывать, но и стаб ведь будет 2-3 раза секунду
Кстати для маломощного электромагнита
(а это был электромагнит от "Консула")
в качестве "дёргателя" шлепера кодового замка на 176 серии
использовал умножитель напряжения.
Вроде вспоминаю что на выходе у него было в районе 60 Вольт,
а при подключении магнита падало до 10-12 Вольт удержания, что подбиралось ёмкостью конденсаторов.
Естественно частые срабатывания такое питание не обеспечит
формула мощности в индуктивности это P = (L*I*I)/2...
Вы еще говорили про частоту, но вот куда ее применить, я не соображу. Ну да катушка будет 2-3 раза в секунду срабатывать, но и стаб ведь будет 2-3 раза секунду
Вас не учили проверять формулы хотя бы по размерности?
:) ну точно, урок физики. да там еще была d/dt, а потом переключился на другую страницу и забыл про это.
Тогда улетаем в район 12Вт, таких стабов нету.