Flyback diode
ફ્લાયબેક ડાયોડ એ ફ્લાયબેકને દૂર કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ઇન્ડક્ટર સાથે જોડાયેલ કોઈપણ ડાયોડ છે, જે ઇન્ડક્ટિવ લોડમાં જોવા મળતો અચાનક વોલ્ટેજ સ્પાઇક છે જ્યારે તેનો પુરવઠો પ્રવાહ અચાનક ઘટે છે અથવા વિક્ષેપિત થાય છે. તેનો ઉપયોગ સર્કિટમાં થાય છે જેમાં ઇન્ડક્ટિવ લોડ સ્વીચો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, અને વીજ પુરવઠો અને ઇન્વર્ટરને બદલવામાં આવે છે. ફ્લાયબેક સર્કિટનો ઉપયોગ 1930 થી કરવામાં આવે છે અને ટેલિવિઝન રીસીવરોમાં ઉપયોગ માટે 1950 માં શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. ફ્લાયબેક શબ્દ કેથોડ રે ટ્યુબમાં ઇલેક્ટ્રોન બીમની આડી હિલચાલ પરથી આવ્યો છે, કારણ કે બીમ આગામી આડી રેખા શરૂ કરવા માટે પાછા ઉડાન ભરે છે. આ ડાયોડને અન્ય ઘણા નામોથી ઓળખવામાં આવે છે, જેમ કે સ્નૂબર ડાયોડ, કોમ્યુટેટિંગ ડાયોડ, ફ્રીવ્હીલિંગ ડાયોડ, સપ્રેસર ડાયોડ, ક્લેમ્પ ડાયોડ અથવા કેચ ડાયોડ. ઓપરેશન આકૃતિ. 1 બૅટરી સાથે જોડાયેલ ઇન્ડક્ટર દર્શાવે છે-એક સ્થિર વોલ્ટેજ સ્રોત. રેઝિસ્ટર ઇન્ડક્ટરના વાયર વાઇન્ડિંગ્સના નાના અવશેષ પ્રતિકારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. જ્યારે સ્વીચ બંધ થાય છે, ત્યારે બેટરીમાંથી વોલ્ટેજ ઇન્ડક્ટર પર લાગુ થાય છે, જેના કારણે બેટરીના પોઝિટિવ ટર્મિનલમાંથી કરંટ ઇન્ડક્ટર અને રેઝિસ્ટરમાંથી નીચે વહે છે. કરંટમાં વધારો ફેરાડેના ઇન્ડક્શનના કાયદાને કારણે ઇન્ડક્ટરમાં બેક ઇ. એમ. એફ. (વોલ્ટેજ) નું કારણ બને છે, જે કરંટમાં ફેરફારનો વિરોધ કરે છે. ઇન્ડક્ટરમાં વોલ્ટેજ બેટરીના 24 વોલ્ટના વોલ્ટેજ સુધી મર્યાદિત હોવાથી, કરંટના વધારાનો દર પ્રારંભિક મૂલ્ય સુધી મર્યાદિત છે, તેથી ઇન્ડક્ટર દ્વારા કરંટ ધીમે ધીમે વધે છે કારણ કે બેટરીમાંથી ઊર્જા ઇન્ડક્ટરના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સંગ્રહિત થાય છે. જેમ જેમ કરંટ વધે છે તેમ તેમ રેઝિસ્ટરમાં વધુ વોલ્ટેજ પડે છે અને ઇન્ડક્ટરમાં ઓછો વોલ્ટેજ પડે છે, જ્યાં સુધી કરંટ રેઝિસ્ટન્સમાં તમામ બેટરી વોલ્ટેજ સાથે સ્થિર મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે અને ઇન્ડક્ટન્સમાં કોઈ નહીં. જો કે, જ્યારે સ્વીચ આકૃતિમાં ખોલવામાં આવે છે ત્યારે કરંટ ઝડપથી ઘટે છે. 2. ઇન્ડક્ટર બેટરીની વિરુદ્ધ દિશામાં ધ્રુવીયતાના ખૂબ મોટા પ્રેરિત વોલ્ટેજને વિકસાવીને પ્રવાહમાં ઘટાડાનો પ્રતિકાર કરે છે, જે ઇન્ડક્ટરના નીચલા છેડે હકારાત્મક અને ઉપલા છેડે નકારાત્મક હોય છે. આ વોલ્ટેજ પલ્સ, જેને કેટલીકવાર ઇન્ડક્ટિવ "કિક" કહેવામાં આવે છે, જે બેટરી વોલ્ટેજ કરતાં ઘણી મોટી હોઈ શકે છે, તે સ્વીચ સંપર્કોમાં દેખાય છે. તે ઇલેક્ટ્રોનને સંપર્કો વચ્ચેના હવાના અંતરને કૂદવાનું કારણ બને છે, જેના કારણે સ્વીચ ખોલવામાં આવે ત્યારે સંપર્કો પર ક્ષણિક વિદ્યુત ચાપ વિકસે છે. જ્યાં સુધી પ્રેરકના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સંગ્રહિત ઊર્જા ચાપમાં ગરમી તરીકે વિખેરાઈ ન જાય ત્યાં સુધી ચાપ ચાલુ રહે છે. ચાપ સ્વીચ સંપર્કોને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, જે પિટિંગ અને બર્નિંગનું કારણ બને છે, આખરે તેનો નાશ કરે છે. જો વીજ પુરવઠો બદલવા માટે ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમ કે વીજ પુરવઠો બદલવો, તો ઉચ્ચ વિપરીત વોલ્ટેજ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો નાશ કરી શકે છે. ટર્નઓફ પર ઇન્ડક્ટિવ વોલ્ટેજ પલ્સને રોકવા માટે, આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, ડાયોડ ઇન્ડક્ટરની આજુબાજુ જોડાયેલ છે. 3. જ્યારે સ્વીચ બંધ હોય ત્યારે ડાયોડ પ્રવાહનું સંચાલન કરતું નથી કારણ કે તે બેટરી વોલ્ટેજ દ્વારા વિપરીત-પક્ષપાતી હોય છે, તેથી તે સર્કિટની સામાન્ય કામગીરીમાં દખલ કરતું નથી. જો કે, જ્યારે સ્વીચ ખોલવામાં આવે છે, ત્યારે વિરુદ્ધ ધ્રુવીયતાના પ્રેરક તરફ પ્રેરિત વોલ્ટેજ ડાયોડને બાયસ કરે છે, અને તે પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે, જે પ્રેરક તરફના વોલ્ટેજને મર્યાદિત કરે છે અને આમ સ્વીચ પર ચાપને બનતા અટકાવે છે. ઇન્ડક્ટર અને ડાયોડ ક્ષણિક રીતે ઇન્ડક્ટરમાં સંગ્રહિત ઊર્જા દ્વારા સંચાલિત લૂપ અથવા સર્કિટ બનાવે છે. આ સર્કિટ બેટરીમાંથી કરંટને બદલવા માટે ઇન્ડક્ટરને કરંટ પાથ પૂરો પાડે છે, તેથી ઇન્ડક્ટર કરંટ અચાનક ઘટતો નથી અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વિકસાવતો નથી. ઇન્ડક્ટરમાં વોલ્ટેજ ડાયોડના આગળના વોલ્ટેજ સુધી મર્યાદિત છે, લગભગ 0.7-1.5V. ડાયોડ અને ઇન્ડક્ટર દ્વારા આ "ફ્રીવ્હીલિંગ" અથવા "ફ્લાયબેક" પ્રવાહ ધીમે ધીમે ઘટીને શૂન્ય થઈ જાય છે કારણ કે ઇન્ડક્ટરમાં ચુંબકીય ઊર્જા વાઇન્ડિંગ્સની શ્રેણી પ્રતિકારમાં ગરમી તરીકે વિખેરાય છે. નાના ઇન્ડક્ટરમાં આ થોડા મિલિસેકન્ડ્સ લાગી શકે છે. આ છબીઓ ફ્લાયબેક ડાયોડ (1N4007) ના ઉપયોગ દ્વારા વોલ્ટેજ સ્પાઇક અને તેના નાબૂદીને દર્શાવે છે. આ કિસ્સામાં, ઇન્ડક્ટર એ 24V ડીસી વીજ પુરવઠો સાથે જોડાયેલ સોલેનોઇડ છે. જ્યારે ઇન્ડક્ટરમાં વોલ્ટેજ શૂન્યથી નીચે ડૂબી જાય ત્યારે ટ્રિગર કરવા માટે ડિજિટલ ઓસિલોસ્કોપ સેટનો ઉપયોગ કરીને દરેક તરંગ સ્વરૂપ લેવામાં આવ્યું હતું. વિવિધ સ્કેલિંગની નોંધ લોઃ ડાબી બાજુની છબી 50V/વિભાગ, જમણી બાજુની છબી 1V/વિભાગ. આકૃતિ 1 માં, સ્વીચની આજુબાજુ માપવામાં આવેલ વોલ્ટેજ લગભગ-300 વી સુધી ઉછાળે છે/વધે છે. આકૃતિ 2 માં, ફ્લાયબેક ડાયોડને સોલેનોઇડ સાથે સમાંતરમાં ઉમેરવામાં આવ્યો હતો. - 300 વી સુધી સ્પાઇકિંગ કરવાને બદલે, ફ્લાયબેક ડાયોડ માત્ર આશરે-1.4 વી સંભવિત બનાવવાની મંજૂરી આપે છે (-1.4 વી એ 1 એન 4007 ડાયોડ (1.1 વી) ના આગળના પૂર્વગ્રહ અને ડાયોડ અને સોલેનોઇડને અલગ કરતા વાયરિંગના પગનું સંયોજન છે). આકૃતિ 2 માં તરંગ સ્વરૂપ આકૃતિ 1 માં તરંગ સ્વરૂપ કરતાં પણ સરળ છે, કદાચ આકૃતિ 1 માટે સ્વીચ પર આર્સિંગને કારણે. બંને કિસ્સાઓમાં, સોલેનોઇડનો ડિસ્ચાર્જ થવાનો કુલ સમય થોડા મિલિસેકન્ડ્સનો હોય છે, જો કે ડાયોડમાં નીચા વોલ્ટેજ ડ્રોપ રિલે ડ્રોપઆઉટને ધીમું કરશે. ડિઝાઇન જ્યારે ડીસી કોઇલ રિલે સાથે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે ફ્લાયબેક ડાયોડ રિલે કોઇલ અને ડાયોડમાં પ્રવાહના સતત પરિભ્રમણને કારણે જ્યારે પાવર દૂર કરવામાં આવે છે ત્યારે સંપર્કોને વિલંબિત ડ્રોપ-આઉટ કરી શકે છે. જ્યારે સંપર્કોને ઝડપથી ખોલવું મહત્વપૂર્ણ હોય, ત્યારે સ્વીચ પર ઊંચા વોલ્ટેજના ભોગે, કોઇલ ઊર્જાને ઝડપથી દૂર કરવામાં મદદ કરવા માટે પ્રતિરોધક અથવા રિવર્સ-બાયસ્ડ ઝેનર ડાયોડને ડાયોડ સાથે શ્રેણીમાં મૂકી શકાય છે. પાવર કન્વર્ટર્સને બદલવા માટે ફ્લાયબેક ડાયોડ એપ્લિકેશન્સમાં સ્કોટકી ડાયોડ્સને પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં સૌથી ઓછો ફોરવર્ડ ડ્રોપ હોય છે (નીચા પ્રવાહો માટે> 0.7V ને બદલે ~ 0.2V) અને રિવર્સ બાયસને ઝડપથી પ્રતિસાદ આપવા માટે સક્ષમ હોય છે (જ્યારે ઇન્ડક્ટરને ફરીથી સક્રિય કરવામાં આવે છે). તેથી, ઇન્ડક્ટરમાંથી કેપેસિટરમાં ઊર્જા સ્થાનાંતરિત કરતી વખતે તેઓ ઓછી ઊર્જાનો નિકાલ કરે છે. પેરાડેના ઇન્ડક્શનના નિયમ અનુસાર, જો ઇન્ડક્ટન્સ દ્વારા કરંટ બદલાય છે, તો આ ઇન્ડક્ટન્સ વોલ્ટેજને પ્રેરિત કરે છે, તેથી જ્યાં સુધી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઊર્જા હોય ત્યાં સુધી કરંટ વહેશે. જો પ્રવાહ માત્ર હવામાં જ વહી શકે, તો વોલ્ટેજ એટલો ઊંચો હોય છે કે હવા તેનું સંચાલન કરે છે. તેથી જ યાંત્રિક રીતે બદલાયેલી સર્કિટમાં, ફ્લાયબેક ડાયોડ વિના થતું તાત્કાલિક અપવ્યય ઘણીવાર પ્રારંભિક યાંત્રિક સંપર્કોમાં ચાપ તરીકે જોવા મળે છે. આ ચાપમાં ઊર્જા મુખ્યત્વે તીવ્ર ગરમી તરીકે વિખેરાય છે, જે સંપર્કોના અનિચ્છનીય અકાળ ધોવાણનું કારણ બને છે. ઊર્જાનો નાશ કરવાની બીજી રીત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન દ્વારા છે. તેવી જ રીતે, બિન-યાંત્રિક સોલિડ-સ્ટેટ સ્વિચિંગ (એટલે કે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર) માટે, નિષ્ક્રિય સોલિડ-સ્ટેટ સ્વીચ પર મોટા વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સ પ્રશ્નમાં ઘટકનો નાશ કરી શકે છે (કાં તો તાત્કાલિક અથવા ત્વરિત ઘસારો દ્વારા). રેડિયો તરંગો અને પ્રકાશના સ્વરૂપમાં વિદ્યુતચુંબકીય કિરણોત્સર્ગના વ્યાપક વર્ણપટ તરીકે સમગ્ર પ્રણાલીમાંથી અને ચાપમાંથી કેટલીક ઊર્જા પણ ખોવાઈ જાય છે. આ રેડિયો તરંગો નજીકના રેડિયો રીસીવરો પર અનિચ્છનીય ક્લિક અને પૉપનું કારણ બની શકે છે. ઇન્ડક્ટર સાથે જોડાયેલા વાયરમાંથી આ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાના એન્ટેના જેવા કિરણોત્સર્ગને ઘટાડવા માટે, ફ્લાયબેક ડાયોડને શક્ય તેટલું ભૌતિક રીતે ઇન્ડક્ટરની નજીક જોડવું જોઈએ. આ અભિગમ સર્કિટના તે ભાગોને પણ ઘટાડે છે જે અનિચ્છનીય ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ-એક સારી ઇજનેરી પ્રથાને આધિન છે. વ્યુત્પત્તિ વિદ્યુતચુંબકીય પ્રેરણના નિયમ અને પ્રેરણની વ્યાખ્યા અનુસાર પ્રેરક પર વોલ્ટેજ છેઃ જો ત્યાં કોઈ ફ્લાયબેક ડાયોડ ન હોય પરંતુ માત્ર મહાન પ્રતિકાર સાથે કંઈક હોય (જેમ કે બે ધાતુ સંપર્કો વચ્ચેની હવા), તો કહો, આપણે તેનો અંદાજ આ રીતે લગાવીશુંઃ જો આપણે સ્વીચ ખોલીએ અને અવગણીએ અને, આપણને મળેઃ અથવા જે ઉકેલ સાથે વિભેદક સમીકરણ છેઃ આપણે અવલોકન કરીએ છીએ કે જો પ્રતિકાર વધારે હોય તો પ્રવાહ ઝડપથી ઘટશે, જેમ કે હવા સાથે. હવે જો આપણે ડાયોડ સાથે સ્વીચ ખોલીએ, તો આપણે ફક્ત ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે, અને. કારણ કે, આપણે ધારી શકીએ છીએઃ તેથીઃ જે છેઃ જેનો (પ્રથમ ક્રમ વિભેદક સમીકરણ) ઉકેલ છેઃ આપણે તે કયા માટે છે તે નક્કી કરીને તેને બંધ કરવાની જરૂર છે તે સમયની ગણતરી કરી શકીએ છીએ. જો =, તો એપ્લિકેશન્સ ફ્લાયબેક ડાયોડનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ત્યારે થાય છે જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો પ્રેરક ભારને બંધ કરે છેઃ રિલે ડ્રાઇવરો, એચ-બ્રિજ મોટર ડ્રાઇવરો વગેરેમાં. સ્વીચ-મોડ વીજ પુરવઠો પણ આ અસરનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ ઊર્જા ગરમીમાં વિખેરાતી નથી અને તેના બદલે ભારને વીજ પુરવઠો પૂરો પાડવા માટે કેપેસિટરમાં વધારાના ચાર્જના પેકેટને પંપ કરવા માટે વપરાય છે. જ્યારે પ્રેરક ભાર રિલે હોય છે, ત્યારે ફ્લાયબેક ડાયોડ કોઇલના પ્રવાહને લાંબા સમય સુધી વહેતો રાખીને રિલેના પ્રકાશનમાં નોંધપાત્ર વિલંબ કરી શકે છે. ડાયોડ સાથે શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિરોધક વધેલા રિવર્સ વોલ્ટેજની ખામી પર ફરતા પ્રવાહને ઝડપથી ક્ષય કરશે. શ્રેણીમાં ઝિનર ડાયોડ પરંતુ ફ્લાયબેક ડાયોડના સંદર્ભમાં વિપરીત ધ્રુવીયતા સાથે સમાન ગુણધર્મો ધરાવે છે, જોકે નિશ્ચિત વિપરીત વોલ્ટેજ વધારા સાથે. આ કિસ્સામાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર વોલ્ટેજ અને રેઝિસ્ટર અથવા ઝિનર ડાયોડ પાવર રેટિંગ્સ બંને તપાસવા જોઈએ. 1N400x સામાન્ય હેતુના ડાયોડ 1N4148 સિગ્નલ ડાયોડ 1N58x સ્કોટકી ડાયોડ લેન્ઝના કાયદાના સંદર્ભો વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ રિલે ટેકનિકલ નોટ્સ-અમેરિકન ઝેટલર રિલે એપ્લિકેશન નોટ્સ-ટીઇ કનેક્ટિવિટી રિલે આરસી સર્કિટ-ઇવોક્સ રિફા એપ્લિકેશન સર્કિટ્સ ઓફ મિનિયેચર સિગ્નલ રિલે-એનઇસી/ટોકિન ડાયોડ ટર્ન-ઓન/ઓફ ટાઇમ અને રિલે સ્નબિંગ-ક્લિફ્ટન લેબોરેટરીઝ "રિલે કોઇલ સ્પાઇક્સ અને મોટર શટઓફ સ્પાઇક્સ માટે ડાયોડ?" - sci.electronics.design ફ્લાયબેક સ્વિચ મોડ રેગ્યુલેટર કેલ્ક્યુલેટર-સર્કિટ એનાલોગ સર્કિટ ડાયોડ્સ વિશે બધું