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Freilaufdiode / Varistor
Freilaufdiode = Schaltdiode Eine Freilaufdiode ist kein eigener Diodentyp, sondern in der Regel eine normale Schaltdiode, welche Ihre Bezeichnung aufgrund ihres Einsatzgebietes hat. Der Namensgeber ist also der Verwendungszweck und nicht eine Varianten- oder Typenbezeichnung. Beim Schalten von induktiven Lasten (Spule), wie etwa ein Relais oder Motor erzeugt dessen Spule nach dem Aschalten eine Spannungsspitze, welche die dahinterliegende Elektronik (z.B. Transistor) beschädigen kann. Wird eine Diode so zur Spule geschaltet, dass der entstehende Abschaltstrom über sie weiterfließen und sich somit abbauen kann, so nennt man diese Diode "Freilaufdiode". Für die meisten Anwendungen reicht hierbei eine Standard Schaldiode, welche antiparallel zum Stromfluss, also Kathode an + und die Anode an - angeschlossen wird.
Da der Strom bis zum Erliegen einige Zeit weiter fließt, ist die einfache Schaltung mittels einer normalen Schaltdiode nicht geeignet, wenn ein schnelles Schalten (im ms Bereich) benötigt wird. Bei Lastrelais kann es durch die Verzögerung auch zu erhöhter Lichtbogenbildung kommen, was sich negativ auf die Lebensdauer des Relais auswirkt. Jedoch spätestens beim Schalten von PWM-Strömen überschreitet man die Grenze einer einfachen Schaltdiode. Abhilfe kann hier eine zusätzlich in Reihe geschaltete Zenerdiode schaffen. Es gibt auch speziell entwickelte Schutzdioden (TVS-Dioden) die noch schnellere Schaltzeiten ermöglichen, jedoch möchte ich mich hier nicht noch tiefer in die Materie graben und belasse es mal dabei.
Auslegung
Diode:
Varistor Mit einer normalen Schaltdiode (1N4xxx)) kommt man bei einer Relaisansteuerung, in den meisten Fällen schon gut hin. Auch bei Motoren reicht prinzipiell eine ordinäre Schaltdiode vollkommen aus, jedoch stößt man hier auf ein Problem, wenn die Polarität zwecks Drehrichtungsänderung sich wechseln kann/muss. Denn bei einer Umpolung würde die Diode einen Kurzschluss verursachen und durchbrennen. Für solch einen Fall bietet sich ein Varistor an, der polungsunabhängig ist. Ein Varistor ist ein Widerstand, der zunächst sehr hochohmig ist und beim erreichen einer bestimmten Spannung niederohmig wird. Da Varistoren eine sehr schnelle Reaktionszeit haben und den Strom unmittelbar kurzschließen, ist hier kaum ein Verzögerungseffekt vorhanden. Somit ist ein Varistor auch sehr gut für PWM-Ströme geeignet.
Auslegung
Varistor:
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[letzte Aktualisierung 04.12.2007]