Polovodičové relé je nový typ bezkontaktného relé v inovatívnej elektrotechnike. Moderné riešenie pre spínanie indukčných záťaží Reléový spínací prístroj pre indukčné záťaže

Ahoj Geektimes!

Správa výkonných záťaží je pomerne populárna téma medzi ľuďmi, ktorí nejako súvisia s domácou automatizáciou a vo všeobecnosti bez ohľadu na platformu: či už je to Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One alebo iná platforma, zapnite alebo vypnite nejaký druh ohrievača. , kotol alebo potrubný ventilátor skôr či neskôr musieť.

Tradičnou dilemou je, čo vlastne dochádzať. Ako mnohí videli zo svojej smutnej skúsenosti, čínske relé nemajú patričnú spoľahlivosť - pri spínaní silnej indukčnej záťaže kontakty silno iskria a v jednom krásnom okamihu sa môžu jednoducho prilepiť. Musíme dať dve relé - druhé na otvorenie bezpečnostnej siete.

Namiesto relé môžete dať triak alebo polovodičové relé (v skutočnosti rovnaký tyristor alebo poľné zariadenie s obvodom na riadenie logického signálu a optočlenom v jednom prípade), ale majú ďalšie mínus - zahrievajú sa. V súlade s tým je potrebný radiátor, ktorý zväčšuje rozmery konštrukcie.

Chcem hovoriť o jednoduchom a dosť zrejmom, ale zároveň zriedkavom systéme, ktorý to dokáže:

• Galvanické oddelenie vstupu a záťaže
• Spínanie indukčných záťaží bez prúdových a napäťových rázov
• Nedochádza k výraznému vývinu tepla ani pri maximálnom výkone

Najprv však pár ilustrácií. Vo všetkých prípadoch boli použité relé série TTI TRJ a TRIL a ako záťaž bol použitý 650 W vysávač.

Klasická schéma - vysávač pripájame cez bežné relé. Potom k vysávaču pripojíme osciloskop (Pozor! Buď osciloskop alebo vysávač - alebo lepšie oboje - musia byť galvanicky izolované od zeme! Nelezte do soľničky prstami a vajíčkami! Nelez vtip s 220 V!) A pozri.

Zahrnúť:

Musel som takmer dosiahnuť maximálne sieťové napätie (pokúšať sa spojiť elektromagnetické relé s prechodom cez nulu je katastrofálna úloha: je to príliš pomalé). Krátke katapultovanie s takmer zvislými čelami sa ozvalo v oboch smeroch, rušenie lietalo všetkými smermi. očakávané.

Vypnúť:

Prudká strata napätia na indukčnej záťaži neveští nič dobré - prepätie vyletelo nahor. Okrem toho, vidíte tieto zvuky na sínusoide milisekúnd pred skutočným vypnutím? Toto je iskrenie kontaktov relé, ktoré sa začali otvárať, kvôli čomu sa jedného dňa uvaria.

Takže je zlé spínať indukčnú záťaž „nahým“ relé. Čo budeme robiť? Skúsme pridať snubber - RC obvod s odporom 120 ohmov a kondenzátorom 0,15 uF.

Zahrnúť:

Lepšie, ale nie moc. Vyhadzovanie sa vo výške spomalilo, ale celkovo sa zachovalo.

Vypnúť:

Ten istý obrázok. Nečistoty zostali, navyše iskrenie kontaktov relé zostalo, aj keď značne znížené.

Záver: s tlmičom je to lepšie ako bez tlmiča, ale globálne to nerieši problémy. Ak však chcete spínať indukčné záťaže pomocou bežného relé, nainštalujte tlmič. Hodnoty sa musia vybrať pre konkrétnu záťaž, ale 1-wattový 100-120 ohmový odpor a kondenzátor 0,1 uF sa v tomto prípade javia ako rozumná možnosť.

Súvisiace čítanie: Agilent – ​​aplikačná poznámka 1399, „Maximalizácia životnosti vašich relé“. Keď relé pracuje na najhoršom type záťaže - motor, ktorý má okrem indukčnosti aj veľmi nízky odpor pri štarte - dobrí autori odporúčajú znížiť životnosť relé päť krát.

A teraz urobme rytiersky ťah – spojíme triak, triakový driver s detekciou nuly a relé do jedného obvodu.

Čo je na tomto diagrame? Na ľavej strane je vchod. Keď sa naň aplikuje "1", kondenzátor C2 sa takmer okamžite nabíja cez R1 a dolnú polovicu D1; optorelé VO1 sa zapne, čaká na ďalšie prekročenie nuly (MOC3063 - so zabudovaným obvodom detektora nuly) a zapne triak D4. Zaťaženie sa spustí.

Kondenzátor C1 sa nabíja cez reťazec R1 a R2, čo trvá približne t=RC ~ 100 ms. Toto je niekoľko období sieťového napätia, to znamená, že počas tejto doby bude mať triak čas na to, aby sa určite zapol. Potom sa otvorí Q1 - a zapne sa relé K1 (rovnako ako LED D2, žiariaca príjemným smaragdovým svetlom). Kontakty relé posúvajú triak, takže ďalej - až do jeho vypnutia - sa nezúčastňuje práce. A neprehrieva sa.

Vypnutie - in opačné poradie. Akonáhle sa na vstupe objaví "0", C1 sa rýchlo vybije cez horné rameno D1 a R1, relé sa vypne. Ale triak zostane zapnutý asi 100 ms, pretože C2 sa vybije cez 100-kilohm R3. Navyše, keďže je triak udržiavaný otvorený prúdom, aj po vypnutí VO1, zostane otvorený, kým záťažový prúd neklesne v nasledujúcom polcykle pod prídržný prúd triaku.

Zahrnutie:

Vypnúť:

Nádhera, však? Navyše, pri použití moderných triakov, ktoré sú odolné voči rýchlym zmenám prúdu a napätia (všetci hlavní výrobcovia majú takéto modely - NXP, ST, Onsemi atď., Názvy začínajú na „BTA“), tlmič nie je vôbec potrebný, v akejkoľvek forme.

Navyše, ak si spomeniete na šikovných ľudí z Agilent a uvidíte, ako sa mení prúd spotrebovaný motorom, získate tento obrázok:

Štartovací prúd prevyšuje prevádzkový prúd viac ako štyrikrát. Prvých päť období - čas, o ktorý triak vedie relé v našom obvode - klesne prúd asi na polovicu, čo tiež výrazne zmierňuje požiadavky na relé a predlžuje jeho životnosť.

Áno, obvod je komplikovanejší a drahší ako bežné relé alebo bežný triak. Často to však stojí za to.

Prejdite do katalógu polovodičových relé KIPPRIBOR

Prejdite na KIPPRIBOR Solid State Relay Selection Assistant

Prejdite do katalógu Chladiče pre polovodičové relé KIPPRIBOR

Úloha polovodičových relé (SSR) v moderné systémy automatizácia je vysoká. V posledných rokoch sa v rôznych oblastiach techniky (v automobilovej elektronike, komunikačných systémoch, spotrebná elektronika a priemyselná automatizácia) dochádza k prechodu od budovania spínacích systémov na konvenčných elektromagnetických relé, štartérov a stýkačov k pohodlným a spoľahlivým metódam spínania pomocou polovodičových relé.

Čo potrebujete vedieť o polovodičových relé? Kde sa uplatňuje a ako je usporiadaný? Odpovede na tieto otázky nájdete na stránkach nášho portálu.

Polovodičové relé (SSR)- ide o triedu moderných modulárnych polovodičových zariadení vyrobených hybridnou technológiou, obsahujúcich výkonné výkonové spínače na triakových, tyristorových alebo tranzistorových štruktúrach. Úspešne sa používajú na nahradenie tradičných elektromagnetických relé, stýkačov a štartérov. Poskytnite najspoľahlivejšiu metódu spínania obvodov.

Zvodové prúdy

Vo všeobecnosti je zvodový prúd prúd, ktorý tečie do zeme alebo do vodivých častí tretích strán v elektrickom obvode, ktorý nie je poškodený.

Pokiaľ ide o polovodičové relé, zvodový prúd je prúd prítomný v zaťažovacom obvode, aj keď na polovodičovom relé nie je žiadne riadiace napätie. Zvodový prúd v SSR je spôsobený zabudovaným RC obvodom paralelným so záťažovým obvodom, ktorým prúdi prúd aj keď je spínací prvok SSR vo „vypnutom stave“.

RC reťaz (snubber RC chain)

RC obvod (snubber RC obvod) - elektrický obvod so sériovo zapojenou kapacitou (kondenzátor) a odporom (aplikovaný na polovodičové relé). RC - obvod zvyšuje spoľahlivosť SSR pri pôsobení impulzného šumu (prepätia) a obmedzuje rýchlosť nárastu napätia na spínacom prvku, čo je dôležité najmä pri spínaní indukčnej záťaže.

Typy záťaže polovodičových relé. Všeobecná klasifikácia

Toto zaťaženie zahŕňa väčšinu typov ohrievačov (ohrievačov). Tento typ záťaže sa vyznačuje relatívne nízkymi rozbehovými prúdmi, čo umožňuje použitie SSR na ich spínanie s minimálnou prúdovou rezervou (zvyčajne s rezervou 25%). Existujú však výnimky, živý príklad - žiarovky, hoci sú v podstate odporovým zaťažením, majú pomerne vysoké štartovacie prúdy (až 12 * Inom), čo je spôsobené veľmi veľkým rozptylom odporu nichrómovej špirály pri rôznych teploty.

vykurovacie teleso- ohrievač vo forme kovovej rúrky naplnenej tepelne vodivým elektrickým izolátorom, v strede ktorého je inštalované vykurovacie teleso s určitým odporom. Ako vykurovacie teleso sa zvyčajne používa nichrómové vlákno. Vyhrievací prvok sa vzťahuje na záťaž odporového typu s nízkymi štartovacími prúdmi.

Takéto zaťaženie zahŕňa elektrické zariadenia, ktoré zahŕňajú elektrické cievky alebo vinutia: ventilové solenoidy, transformátory, elektromotory, tlmivky atď.

Charakteristickým znakom indukčnej záťaže je vysoká spotreba prúdu pri jej zapnutí (štartovacie prúdy), spôsobená prechodnými elektrickými procesmi. Štartovacie prúdy vysoko induktívnej záťaže môžu niekoľko desiatokkrát prekročiť menovitý prúd a byť dosť dlhé, preto pri použití SSR na spínanie indukčnej záťaže je potrebné zvoliť hodnotu SSR s prihliadnutím na štartovacie prúdy záťaže. .

Klasifikácia KIPPRIBOR SSR podľa rozsahu spínacieho napätia

Štandardný spínací rozsah:

40 ... 440 VAC - tento široký rozsah spínaného napätia (v sieti striedavý prúd) umožňuje použitie polovodičových relé na riadenie záťaže v rôznych priemyselných odvetviach;

Rozsah spínania konštantnej záťaže:

séria HDxx25DD3 používa rozsah spínaného napätia 20…250 VDC na spínanie jednosmerných záťaží;

Rozsahy regulácie napätia pre riadenie záťaže:

Séria HDxx44VA využíva rozsah regulácie záťaže 10…440 VAC na reguláciu napätia pomocou externého variabilného odporu;

Séria HDxx2210U využíva rozsah regulácie napätia 10…220 VAC.

Trieda napätia- vo vzťahu k polovodičovým súčiastkam (tyristory) označuje maximálnu prípustnú hodnotu opakovaného impulzného napätia v zatvorenom stave a maximálnu prípustnú hodnotu spätného napätia privedeného na polovodičový prvok. Napäťová trieda je zvyčajne označená číslami v tvare stoviek voltov, napríklad 9. napäťová trieda by znamenala, že tento polovodičový prvok znesie maximálne špičkové napätie 900 voltov. Pre napájaciu sieť s menovitým napätím 220V sa odporúča použiť polovodičové prvky minimálne napäťovej triedy 9.

SSR KIPPRIBOR pre vysokokapacitné spínanie rady BDH a SBDH majú napäťové triedy 11 a 12, čo im umožňuje odolávať veľmi výrazným preťaženiam.

Klasifikácia polovodičových relé KIPPRIBOR podľa typu riadiaceho signálu

ovládanie jednosmerného napätia (3…32 V); ovládanie striedavého napätia (90…250 V); manuálne ovládanie výstupného napätia pomocou variabilného odporu (470-560 kOhm, 0,25-0,5 W); analógové riadenie výstupného napätia pomocou jednotného napäťového signálu 0…10V

Rôzne varianty riadiacich signálov umožňujú použiť polovodičové relé ako spínacie prvky v rôznych typoch automatických riadiacich systémov.

Klasifikácia polovodičových relé podľa spínacej metódy

Polovodičové relé s ovládaním Zero Crossing Control používa sa na prepínanie:

odporové (elektrické vykurovacie telesá, žiarovky), kapacitné (odrušovacie vyhladzovacie filtre obsahujúce kondenzátory) a mierne induktívne (cievky elektromagnetov, ventily) záťaže.

Pri privedení riadiaceho signálu sa napätie na výstupe takéhoto relé objaví v okamihu, keď sieťové napätie prvýkrát prekročí nulovú úroveň. Tým sa zníži počiatočný nábehový prúd, zníži sa úroveň generovaného elektromagnetického rušenia a v dôsledku toho sa zvýši životnosť spínaných záťaží.

Nevýhoda relé tohto typu je nemožnosť spínania vysoko induktívnej záťaže pri cos φ<0,5 (трансформаторы на холостом ходу).

Schéma činnosti SSR KIPPRIBOR s kontrolou nulového prechodu.

Okamžité (náhodné) spínanie polovodičových relé používa sa na prepínanie:

odporové (elektrické vykurovacie telesá, žiarovky); a indukčné (nízkovýkonné motory, transformátory) záťaže, keď sa vyžaduje okamžitá odozva.

Napätie na výstupe relé tohto typu sa objaví súčasne s dodávkou riadiaceho signálu (čas oneskorenia zapnutia nie je väčší ako 1 milisekundu), čo znamená, že relé môže byť zapnuté v ktorejkoľvek časti sínusoidy. Napätie.

Relé tohto typu však majú významnú nevýhodu - výskyt impulzného šumu a počiatočných prúdových rázov počas spínania. Po zapnutí funguje takéto relé ako normálne relé s prechodom cez nulu.

Schéma činnosti SSR KIPPRIBOR okamžité zapnutie.

Polovodičové relé s fázovým ovládaním umožňujú meniť výstupné napätie na záťaži a ovládať vykurovacie telesá (regulácia výkonu), žiarovky (regulácia úrovne osvetlenia).

Schéma činnosti SSR KIPPRIBOR s fázovým ovládaním.

Typy výstupných výkonových prvkov polovodičových relé KIPPRIBOR

Polovodičové relé KIPPRIBOR môže mať v závislosti od modifikácie jeden zo štyroch výkonových prvkov ako výstupný kľúč:

triakový výstup(TRIAC) - používa sa v relé série MD, HD, HT všetkých modifikácií s prúdom do 60A (okrem DD3);

tranzistorový výstup(Transistor) - používa sa v relé série HD modifikácia DD3;

SCR výstup(SCR) – používa sa v relé série HDH a BDH všetkých modifikácií;

tyristorový výstup(Tyristor) - používa sa v relé série HD a HT všetkých modifikácií s prúdom nad 60 A.

Triakové výstupy

Triakové výstupy sa používajú v polovodičových relé pre menovité prúdy do 40 A vrátane. Je to spôsobené tým, že pri obojstrannom toku väčšieho prúdu je nemožné dosiahnuť efektívny odvod tepla z triakového kryštálu. Triakový výstup zabezpečujú relé rady: MD, HD a HT s menovitými prúdmi do 40 A. Ako výstupné prvky polovodičových relé pre prúdy od 60 A sú použité len tyristory samostatne namontované na chladiacom substráte. To umožňuje zabezpečiť potrebný odvod tepla.

SCR výstupy

SCR- všeobecne uznávaný medzinárodný názov pre polovodičový kľúč na báze triódového tyristora (alebo jednoducho tyristora).

SCR výstup- vo vzťahu k polovodičovým relé označuje typ vyhotovenia polovodičového kľúča, keď je na kovovú základňu relé nanesený izolačný keramický substrát a priamo naň sú nanesené kryštály tyristorovej polovodičovej štruktúry. Spínací spínač vyrobený pomocou tejto technológie umožňuje maximalizovať výkon polovodičového relé ako celku v porovnaní s polovodičovými relé vyrobenými s použitím bežných prvkov puzdra.

Polovodičové relé radu HDH a BDH, určené na plynulé spínanie menovitých prúdov a prevádzku s indukčnou záťažou, sú vyrobené na báze tyristorových SCR výstupov. Výstup SCR pozostáva z dvoch oddelených monokryštálov pestovaných priamo na chladiacom substráte. To umožňuje dosiahnuť ešte efektívnejší odvod tepla a následne zlepšiť výkon zariadenia.

Varistor Polovodičový prvok, ktorého odpor závisí od použitého napätia. V dôsledku prudkého poklesu jeho odporu pri prekročení určitej úrovne napätia môže byť takýto prvok použitý ako obmedzovač napätia v elektrických obvodoch. Jedným z hlavných parametrov, podľa ktorých sa volí varistor, je klasifikačné napätie, po ktorom je podmienená hodnota napätia, po ktorej dôjde k prudkej zmene odporu varistora. Pokiaľ ide o polovodičové relé, na ochranu samotného relé pred prekročením povolenej úrovne napätia v obvode záťaže aj v riadiacom obvode možno použiť varistor. Výber varistora na ochranu obvodov SSR je možné vykonať podľa zjednodušenej schémy: Uvaristor = Uworking * (1,6 ... 1,9). Varistor sa vyrába predovšetkým v malom okrúhlom balení s drôtenými vývodmi, čo umožňuje jeho úspešnú montáž priamo na svorky SSR.

Dizajnové prvky KIPPRIBOR TTR

Založenie TTR- ide o tepelne vodivú kovovú základňu polovodičového relé, potrebnú na odvod tepla zo spínacieho prvku SSR do chladiča. Môže byť vyrobený zo zliatiny hliníka alebo medi.

Základný materiál možno rozlíšiť vizuálne: základňa vyrobená z hliníkovej zliatiny má matnú bledosivú farbu, zatiaľ čo základňa vyrobená zo zliatiny medi pripomína vzhľad brúsenej ocele a niekedy môže mať takmer zrkadlovo leštený povrch. Medený podstavec má nezvyčajný zrkadlovo-oceľový vzhľad vďaka potiahnutiu dodatočnou vrstvou niklu, ktorá eliminuje oxidáciu medi pri dlhšom alebo nesprávnom skladovaní.

Základňa zliatiny medi - najúčinnejšia z hľadiska odvodu tepla

Pretože tepelná vodivosť medi je oveľa vyššia ako tepelná vodivosť hliníka, proces odvádzania tepla zo spínacieho prvku relé je oveľa rýchlejší a efektívnejší.

Preto SSR s medenou základňou (na rozdiel od relé s hliníkovou základňou) efektívnejšie odoláva „špičkovým“ zaťaženiam a pracuje efektívnejšie v ťažkých prevádzkových podmienkach, meď má však vyššie náklady v porovnaní s hliníkom.

Základňa z hliníkovej zliatiny je lacnejšia.

Pretože hliníková základňa je menej efektívna ako meď, používa sa v produktových radoch s nízkymi nákladmi a výlučne na spínanie malých záťaží.

Tepelne vodivá pasta Je to pasta na silikónovej báze s dobrou tepelnou vodivosťou. Používa sa v elektronických zariadeniach na odvádzanie tepla z komponentov namontovaných na chladiči. Použitie tepelne vodivej pasty pri montáži polovodičového relé na chladič výrazne zlepšuje prenos tepla z relé do chladiča. K zvýšeniu účinnosti prenosu tepla dochádza v dôsledku vyplnenia malých dutín medzi povrchmi relé a radiátorom, pretože neexistujú ideálne rovné povrchy. Najbežnejšou značkou teplovodivej pasty je pasta KPT-8 v tubách s pracovnou teplotou od -60 do +180g.

Úpravy polovodičového relé KIPPRIBOR

Séria KIPPRIBOR MDxxxZD3 jednofázový malý SSR na spínanie záťaží s nízkym výkonom. Najlacnejšia možnosť na trhu jednofázových SSR pre spínanie nízkovýkonového odporového (do 12 A) a slabo induktívneho (do 1,5 A) v najmenšom balení na trhu... >>

Séria KIPPRIBOR HDхх44ZD3 a HDхх44ZA2 všeobecná priemyselná SSR v štandardnom prípade. Jednofázové univerzálne polovodičové relé na spínanie v najbežnejších rozsahoch záťažových prúdov v priemysle (odporové do 30 A, indukčné do 4 A) na spínanie jednofázových alebo trojfázových záťaží s ľubovoľnou schémou zapojenia („hviezda ", "Hviezda s neutrálom" a "Delta") ... >>

Séria KIPPRIBOR HDхх25DD3 SSR na spínanie jednosmerných obvodov. Jednofázové polovodičové relé (SSR) na spínanie jednosmerných záťažových obvodov (odporové do 30 A, indukčné do 4 A), ako aj na zosilnenie signálu pri pripojení viacerých SSR na jeden riadiaci prístroj s malou zaťažiteľnosťou jeho výstup... >>

Séria KIPPRIBOR HDxx44VA a HDxx2210U SSR pre plynulú reguláciu napätia. Jednofázové polovodičové relé (SSR) pre plynulú reguláciu napájacieho napätia odporovej záťaže do 30 A v rozsahu od 10 V do menovitej hodnoty v pomere k vstupnému signálu.

Typy riadiacich signálov:
variabilný odpor 470 kOhm, 0,5 W pre HDxx44VA;
unifikovaný napäťový signál 0…10V pre HDxx2210U... >>

Séria KIPPRIBOR SBDHxx44ZD3 (malé) a BDHxx44ZD3 na spínanie ťažkých záťaží v priemyselnom štandardnom puzdre. Jednofázové polovodičové relé (SSR) na spínanie napájacích obvodov výkonných záťaží odporového a indukčného typu v jednofázovej alebo trojfázovej sieti. Pokrývajú najväčší rozsah záťažových prúdov v dnešnom Rusku... >>

Séria KIPPRIBOR HDHxx44ZD3 na spínanie výkonných záťaží v štandardnom prípade. Jednofázové všeobecné priemyselné polovodičové relé (SSR) pre spínanie napájacích obvodov výkonných záťaží v jednofázovej alebo trojfázovej sieti (odporové do 90 A, indukčné do 12 A)... >>

Séria KIPPRIBOR HTxx44ZD3 a HTxx44ZA2 trojfázové SSR na spínanie odporových záťaží. Trojfázové všeobecné priemyselné polovodičové relé (SSR) na spínanie odporových záťaží (do 90 A) trojfázových alebo troch jednofázových napájacích obvodov záťaže. Zabezpečte súčasné zapnutie každej z 3 fáz... >>

Zahrievanie relé pri spínaní záťaže je spôsobené elektrickými stratami na výkonových polovodičových prvkoch. Ale zvýšenie teploty obmedzuje množstvo spínaného prúdu. Čím vyššia je teplota relé, tým menší prúd môže spínať. Dosiahnutie teploty 40 0C nespôsobuje zhoršenie prevádzkových parametrov zariadenia. Pri zahriatí relé nad 60 0C sa značne zníži prípustná hodnota spínaného prúdu. V tomto prípade nemusí byť záťaž úplne odpojená a relé môže prejsť do nekontrolovaného režimu prevádzky a zlyhať.

Preto pri dlhodobej prevádzke relé v nominálnych, a najmä „ťažkých“ režimoch (pri dlhodobom spínaní prúdov nad 5 A) je na odvod tepla potrebné použitie radiátorov alebo vzduchového chladenia. Pri zvýšenom zaťažení, napríklad v prípade záťaže „indukčnej“ povahy (solenoidy, elektromagnety atď.), sa odporúča zvoliť relé s veľkou prúdovou rezervou - 2-4 krát a v prípade Pri použití polovodičových relé na ovládanie asynchrónneho elektromotora je potrebná 6-10-násobná prúdová rezerva.

Pri práci s väčšinou typov záťaží je zopnutie relé sprevádzané prúdovým rázom rôzneho trvania a amplitúdy, ktorého veľkosť je potrebné vziať do úvahy pri výbere relé.

Pre širšiu triedu záťaží možno zaznamenať nasledujúce hodnoty počiatočného preťaženia:

čisto aktívne (ohrievacie) záťaže poskytujú najnižšie možné prúdové rázy, ktoré sú prakticky eliminované pri použití relé s prepínaním na "0"; žiarovky, halogénové žiarovky, keď sú zapnuté, prechádzajú prúdom 7 ... 12 krát väčší ako nominálny; žiarivky počas prvých sekúnd (do 10 s) poskytujú krátkodobé prúdové rázy, 5 ... 10-krát vyššie ako menovitý prúd; ortuťové výbojky poskytujú trojnásobné prúdové preťaženie počas prvých 3-5 minút; vinutia elektromagnetických relé striedavého prúdu: prúd je 3 ... 10 krát väčší ako menovitý prúd počas 1-2 období; vinutia solenoidov: prúd je 10 ... 20 krát väčší ako menovitý prúd za 0,05 0,1 s; elektromotory: prúd je 5…10 krát vyšší ako menovitý prúd počas 0,2 0,5 s; vysoko indukčné záťaže s saturovateľnými jadrami (transformátory pri voľnobehu) pri zapnutí vo fáze s nulovým napätím: prúd je 20 ... 40-násobok menovitého prúdu počas 0,05 0,2 s; kapacitné záťaže pri zapnutí vo fáze blízkej 90°: prúd je 20 ... 40-násobok menovitého prúdu po dobu od desiatok mikrosekúnd do desiatok milisekúnd.

Schopnosť polovodičové relé preťaženia odolného prúdu sú charakterizované veľkosťou "šokového prúdu". Toto je amplitúda jedného impulzu daného trvania (zvyčajne 10 ms). Pre jednosmerné relé je táto hodnota zvyčajne 2-3 krát vyššia ako maximálny povolený jednosmerný prúd, pre tyristorové relé je tento pomer asi 10.

Pri prúdových preťaženiach s ľubovoľným trvaním je možné vychádzať z empirickej závislosti: zvýšenie trvania preťaženia o rádové hodnoty vedie k zníženiu prípustnej amplitúdy prúdu.

Výber menovitého prúdu polovodičové relé pre špecifické zaťaženie by malo byť v pomere medzi rezervou pre menovitý prúd relé a zavedením dodatočných opatrení na zníženie štartovacích prúdov (rezistory obmedzujúce prúd, reaktory atď.).

Na zvýšenie odolnosti polovodičové relé k impulznému šumu paralelne so spínacími kontaktmi SSR existuje externý obvod pozostávajúci z odporu a kapacity zapojených do série (RC obvod). Pre úplnejšiu ochranu pred zdrojom prepätia na strane záťaže je potrebné zapájať ochranné varistory paralelne s každou fázou SSR.

Pri spínaní indukčnej záťaže je povinné použitie ochranných varistorov. Výber požadovanej hodnoty varistora závisí od napätia napájajúceho záťaž a vykonáva sa na základe podmienky:

Uvaristor = (1,6…1,9)xUzáťaž

Typ použitého varistora je určený na základe konkrétnych vlastností relé. Najbežnejšie rady domácich varistorov sú: CH2-1, CH2-2, VR-1, VR-2.

Polovodičové relé poskytuje spoľahlivé galvanické oddelenie vstupu a výstupu elektrické obvody od seba navzájom, ako aj obvodov s prúdom od prvkov konštrukcie zariadenia, preto nie je potrebné použiť dodatočné opatrenia na izoláciu obvodov.

Sprievodca výberom polovodičových relé KIPPRIBOR...>>

Chladiče pre polovodičové relé KIPPRIBOR

Výber radiátorov KIPPRIBOR RTR

Chladiace radiátory KIPPRIBOR RTR sú zastúpené niekoľkými modelmi, ktoré sa líšia celkovými a technickými vlastnosťami. Presný výpočet požadovaného chladiaceho radiátora pre konkrétnu aplikáciu SSR je zložitý proces a zahŕňa veľké množstvo matematických výpočtov.

Väčšina aplikácií polovodičových relé je však typická (inštalácia do vertikálnej skrine, záťaž - vykurovacie telesá). V tomto prípade si môžete výber chladiča zjednodušiť pomocou tabuľky „Výber chladiča SSR“.

HLAVNÉ PRAVIDLO PRE VÝBER RADIÁTORA

Pri výbere chladiča sa musíte riadiť:

Po prvé, schopnosť radiátora odvádzať teplo;

A až potom dávajte pozor na celkovú charakteristiku.

HLAVNÉ PRAVIDLO PRE INŠTALÁCIU RADIÁTORA

Umiestnenie chladiacich rebier chladiča musí vždy zodpovedať smeru prúdenia vzduchu - t.j. chladič musí byť vždy umiestnený tak, aby jeho chladiace rebrá boli rovnobežné s prúdením vzduchu (prirodzené - zdola nahor alebo v súlade s umelý zdroj prúdenia vzduchu umiestnený v blízkosti).

Inštalácia radiátorov RTR sa vykonáva na rovine.

Induktor ukladá energiu priamo úmernú indukčnosti L a druhej mocnine prúdu I cez cievku:

Pri pripojení indukčnosti k napájaciemu obvodu sa prúd cievkou pomaly zvyšuje (indukčnosť neumožňuje nábehový prúd) s časovou konštantou úmernou indukčnosti cievky L a celkovému odporu Kc celého obvodu zapojeného do série s. cievka:

Indukčné záťaže teda pri zapnutí nespôsobujú problémy (s výnimkou elektromagnetov s pohyblivým jadrom a elektromotorov, kde pri zapnutí je indukčnosť malá a štartovací prúd môže byť desaťkrát väčší ako prúdy v ustálenom stave) .

Keď sú induktory vypnuté, energia uložená v cievke sa uvoľní, čím sa vytvorí samoindukčné napätie rovnajúce sa prevádzkovému napätiu vynásobenému faktorom kvality cievky. Faktor kvality indukčnej záťaže sa v praxi pohybuje od 0,5 (cievky s vysokým vnútorným odporom) do 50 (typické solenoidy elektromechanických zámkov, cievky stýkačov a výkonných relé, elektromotory a pod.). Samoindukčné napätie cievky bežného priemyselného relé s prevádzkovým napätím 24 VDC môže presiahnuť 1 kilovolt!

Ak je potrebné spínať indukčné záťaže, mali by sa uprednostniť relé s:

Minimálny čas vypnutia;

Maximálna vzdialenosť medzi kontaktmi;

Kontakty sú vyrobené zo zliatin AgCdO alebo AgSnO.

K dobrému uhaseniu oblúka pomáhajú špeciálne zhášacie obvody, ktorým bude venovaná osobitná časť.

Použitie v spínacích obvodoch na vytváranie a otváranie kapacitných indukčných a odporových záťaží. Podstatou vynálezu je spínacie zariadenie obsahuje elektromagnetické relé, kontakt a obojsmerne ovládaný bezkontaktný spínač schopný zapínať a vypínať kapacitné, indukčné alebo čisto odporové záťaže bez iskrenia a bez výraznejších tepelných strát. Uzavretie záťaže sa vykonáva pomocou napätia, ktoré je privádzané cez optický prvok snímajúci fázu do obojsmerne ovládaného bezkontaktného spínača. Rovnaké napätie sa aplikuje na obvod časového oneskorenia RC, ako je obvod RC, ktorý napája elektromagnetické relé na určitý čas. Po otvorení je táto postupnosť obrátená. 4 h. p.f-ly, 1 chorý.

Vynález sa týka spínacieho obvodu na vytváranie a otváranie kapacitnej, indukčnej a odporovej záťaže. Elektrické spínacie zariadenia sú známe v rôznych príkladoch známych ako "reléové obvody". Sú známe elektromagnetické relé, ktoré však vyžadujú veľa miesta, energie a navyše vytvárajú elektrický šum pri zatváraní a otváraní. Takéto zariadenia vyžadujú aj pomerne veľký riadiaci výkon, a preto sú kontraindikované pre množstvo úloh, napríklad pri ovládaní z počítača. Iný typ elektrického spínacieho obvodu je založený výlučne na elektronike, t.j. vytváranie a rozpájanie sa vykonáva bez mechanických kontaktov, ale namiesto toho používa polovodičovú technológiu. Tieto takzvané "SSR-relé" (polovodičové relé) majú vysoké tepelné straty pri vysokom zaťažení, najmä pri indukčnom zaťažení. Preto je potrebné ich chladiť, kvôli čomu sú vyradené z množstva úloh, najmä pri dlhodobom používaní. Najbližšie k nárokovanému je spínacie zariadenie obsahujúce vstupné svorky na pripojenie k zdroju riadiaceho binárneho signálu, výstupné svorky na pripojenie zariadenia k záťažovému obvodu, elektromagnetické relé, ktorého kontakt je zapojený medzi výstupné svorky riadiaceho binárneho signálu. zariadenie, obojsmerne ovládaný bezkontaktný spínač, výstupný obvod zapojený paralelne ku kontaktu elektromagnetického relé medzi výstupné svorky zariadenia, riadiaci obvod elektromagnetického relé, vstupné svorky pripojené k vstupným svorkám zariadenia a výstupné svorky k vinutiu elektromagnetického relé a optický spojovací prvok s emitorom svetla v obvode riadiaceho vstupu, výstup pripojený k riadiacemu vstupu bezkontaktného spínača a obvod elektromagnetického riadenia Relé je vyhotovené v tvare opakovača binárneho signálu s časovým oneskorením nábežnej hrany jeho výstupného signálu voči nábežnej hrane vstupného signálu. Nevýhodou známeho zariadenia je, že obsahuje relatívne komplexná schéma, ktorý zahŕňa mnoho pomerne zložitých obvodových prvkov. Cieľom vynálezu je poskytnúť spínacie prostriedky na zatváranie a otváranie rôzne druhy záťaže s akýmkoľvek striedavým obvodom, najmä v prípadoch, keď je akýkoľvek tepelný efekt alebo vysokofrekvenčný hluk pri výrobe a otváraní nežiaduci alebo neprijateľný, alebo kde hrozí nebezpečenstvo výbuchu. K tomu sa pridáva dôležitosť poskytnutia spínacích prostriedkov, ktoré sú kompaktné, jednoduché, spoľahlivé a nenákladné na výrobu. Pre dosiahnutie pozitívneho efektu je do prístroja zavedený obvod ovládania bezkontaktného spínača, vstupné svorky sú pripojené k vstupným svorkám prístroja paralelne s ovládacím obvodom elektromagnetického relé a výstupné svorky sú pripojené k ovládaciemu vstupu. optického spojovacieho prvku, ktorý je fázovo posunutý so zabudovaným integrálnym detektorom prechodu záťaže cez nulu, je vyrobený obojsmerne ovládaný bezkontaktný spínač s riadiacim vstupom kremíkového typu so spoločnou riadiacou elektródou pre oba smery, výstupom optického väzbový prvok je zapojený medzi riadiacu elektródu a príslušnú výkonovú elektródu bezkontaktného spínača. Na výkrese je znázornená schéma navrhovaného zariadenia. Spínacie zariadenie obsahuje vstupné svorky 1 na pripojenie zdroja riadiaceho binárneho signálu, výstupné svorky na pripojenie zariadenia k obvodu záťaže 2, elektromagnetické relé 3, ktorého kontakt 4 je zapojený medzi výstupné svorky zariadenia, a obojsmerne ovládaný bezkontaktný spínač 5, výstupný obvod je zapojený paralelne s kontaktom elektromagnetického relé medzi výstupné svorky zariadenia, riadiaci obvod elektromagnetického relé 6, vstupné svorky pripojené na vstupné svorky zariadenia a výstup svorky k vinutiu elektromagnetického relé a optického spojovacieho prvku so svetelným žiaričom 7 v riadiacom vstupnom obvode, výstup fotocitlivého prvku 8, spojený s riadiacim vstupom bezkontaktného spínača 5, navyše riadiaci obvod elektromagnetické relé je vyhotovené vo forme opakovača binárneho signálu s časovým oneskorením nábežnej hrany jeho výstupného signálu voči nábežnej hrane vstupného signálu, riadiaci obvod 9 bezkontaktného spínača vstupné svorky pripojené k vstupným svorkám zariadenia paralelne s riadiacim obvodom elektromagnetického relé a výstupné svorky k riadiacemu vstupu optického spojovacieho prvku sú fázovo posunuté so vstavaným integrovaným detektorom prechodu cez nulu záťaže, obojsmerne ovládaný bezkontaktný spínač 5 je vyhotovený s riadiacim vstupom silistorového typu so spoločnou riadiacou elektródou pre oba smery, výstup optického spojovacieho prvku 8 (fotosenzitívny prvok) je zapojený medzi riadiacu elektródu a príslušný výkon. elektróda bezkontaktného spínača 5. Riadiaci obvod 6 elektromagnetického relé je vyhotovený na rezistore 10 a sériovom kondenzátore 11, do ktorého je možné dodatočne zaviesť zosilňovač na tranzistore 12. Riadiaci obvod bezkontaktného spínača 5 je vyrobený vo forme odpor 13 a kondenzátor 14 zapojené do série (2. RC obvod), ktorých jeden výstup je pripojený k spoločnému bodu diódy 15 a odporu 16 zapojených v sérii. tento príklad implementácia spočíva v tom, že riadiace napätie sa aplikuje na uzavretie a otvorenie obvodu. Ak sa používa striedavé napätie, musí sa usmerniť. V prítomnosti riadiaceho napätia bude prúd prechádzať cez diódu 15, odpor 16 a emitor svetla 7 optického spojovacieho prvku. To zase spustí fotosenzitívny prvok 8. Prvok optického rozhrania je navrhnutý tak, ako sa používa na ovládanie bezkontaktného spínača 5 silistorového typu, a navyše oneskoruje zopnutie, kým fázový uhol nie je nulový. Prvok optického rozhrania je pripojený k riadiacemu vstupu bezkontaktného spínača 5, ktorý pripája záťaž. Táto záťaž môže byť indukčná, kapacitná alebo čisto odporová. Súčasne so spustením bezkontaktného spínača cez kontakt 4 s riadiacim napätím, rovnaké napätie spustí generovanie elektrického poľa v kondenzátore 11 cez odpor 10. Kondenzátor 11 spolu s odporom 10 vytvára oneskorovací obvod. (RC-reťazec), ktorý bude po dobu určenú zvolenými hodnotami rezistora 10 a kondenzátora 11, generovať napätie medzi bázou tranzistora 12 a zemou, takže rezistor 12 bude viesť prúd cez riadiace vinutie elektromagnetického relé 3, ktoré posúva kontakt 4 zopínacej záťaže 2 relé. Pri použití tranzistora 12 na zosilnenie napäťovej úrovne sa v RC obvode vyvinie veľký náboj v RC obvode, ktorý má tendenciu k prebytku, a preto môže mať kondenzátor výrazne nižšiu kapacitu. Pretože riadiace napätie spustí silistor a začne nabíjať kondenzátor 11, rovnaké riadiace napätie začne nabíjať kondenzátor 14 cez odpor 13. Rezistory 13 a 16 spolu s kondenzátorom 14 tvoria oneskorovacie obvody. Tento oneskorovací obvod sa používa pri otváraní pripojenia záťaže. Hneď ako sa odpojí riadiace napätie, RC obvod vytvorený z rezistorov 12 a 16 a kondenzátora 14 dodáva prúd do optického prvku po dobu určenú týmto RC obvodom. Na druhej strane sa tranzistor 12 okamžite vypne, čím sa otvorí elektromagnetické relé. Avšak spojenie so záťažou bude udržiavané spínačom 5, kým sa úplne neodpojí riadiace napätie, keď je kondenzátor 14 v podstate vybitý. Aby spínač 5 otvoril obvod pri prechode nulovým napätím, musí časová konštanta RC obvodu tvoreného prvkami 16, 13 a 14 zodpovedať aspoň polovici periódy 2 záťaže. Môže však byť väčší, pretože je to optický konektor určujúci fázu, ktorý nastavuje vypnutie, ku ktorému dôjde presne pri prechode nulového napätia. To znamená, že malá tolerancia komponentov nie je kritická a na dosiahnutie rovnakého výsledku ako s presnejšími a drahšími komponentmi je možné použiť lacné komponenty. Použitím optického prvku na zatváranie a otváranie spínača 9 je tiež možné dosiahnuť galvanické oddelenie medzi riadiacim obvodom a záťažou.

Nárokovať

1. SPÍNACIE ZARIADENIE obsahujúce vstupné svorky na pripojenie zdroja riadiaceho binárneho signálu, výstupné svorky na pripojenie zariadenia k záťažovému obvodu, elektromagnetické relé, ktorého kontakt je zapojený medzi výstupné svorky zariadenia, obojsmerný riadený bezkontaktný spínač, výstupný obvod zapojený paralelne s kontaktom elektromagnetického relé medzi výstupné výstupy zariadenia, obvod ovládania elektromagnetického relé spojený vstupnými výstupmi so vstupnými výstupmi zariadenia a výstupnými výstupmi s vinutím zariadenia. elektromagnetické relé a optický spojovací prvok s emitorom svetla v obvode riadiaceho vstupu, výstup pripojený k riadiacemu vstupu bezkontaktného spínača a riadiaci obvod elektromagnetického relé je vytvorený vo forme opakovača binárneho signálu. s časovým oneskorením nábežnej hrany jeho výstupného signálu voči nábežnej hrane vstupného signálu, vyznačujúci sa tým, že do zariadenia je zavedený riadiaci obvod bezkontaktného spínača. alebo so vstupnými svorkami pripojenými k vstupným svorkám zariadenia paralelne s riadiacim obvodom elektromagnetického relé a s výstupnými svorkami k riadiacemu vstupu optického spojovacieho prvku, ktorý je fázovo detekovaný so vstavanou integrálnou záťažou detektor prechodu nulou, obojsmerne ovládaný bezkontaktný spínač je vyrobený s riadiacim vstupom triakového typu so spoločnou riadiacou elektródou pre oba smery, výstup optického spojovacieho prvku je zapojený medzi riadiacu elektródu a príslušnú výkonovú elektródu bezkontaktného spínača a je meracím vstupom detektora prechodu záťaže cez nulu, pričom riadiaci obvod bezkontaktného spínača je vyhotovený vo forme opakovača binárneho signálu s časovým oneskorením zostupnej hrany jeho výstupného signálu voči zostupnej hrane vstupný signál. 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že riadiaci obvod elektromagnetického relé je vytvorený vo forme prvého RC obvodu pozostávajúceho z odporu a kondenzátora zapojených do série, zapojených medzi vstupné svorky tohto riadiaceho obvodu, pričom vinutie elektromagnetického relé je zapojené paralelne s kondenzátorom prvých RC -reťazí. 3. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že do prvého RC obvodu je zavedený tranzistor, ktorého báza je spojená so spoločným bodom rezistora a kondenzátora prvého RC obvodu, kolektor s inou svorkou tento odpor a vinutie elektromagnetického relé sú zapojené paralelne s kondenzátorom prvého RC-obvodu cez prechod báza-emitor tranzistora. 4. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že riadiaci obvod bezkontaktného spínača je vyhotovený vo forme druhého RC obvodu, ktorého jeden výstup je pripojený k spoločnému bodu sériovo zapojenej diódy a druhého odporu, resp. ktorého druhý výstup je pripojený k prvému výstupnému výstupu riadiaceho obvodu bezkontaktného spínača, ktorého druhý výstup je druhým výstupom RC obvodu. 5. Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že časová konštanta vybíjania kondenzátora druhého RC obvodu je zvolená tak, aby bola väčšia alebo rovná polovici periódy. striedavé napätie na výstupných svorkách zariadenia.

Podobné patenty:

Vynález sa týka odpojovacieho zariadenia (1) na prerušenie jednosmerného prúdu medzi zdrojom (2) jednosmerného prúdu a elektrickým zariadením (3), najmä medzi fotovoltaickým generátorom a meničom s vodivým mechanickým spínacím kontaktom (7a, 7b) a s polovodičovou elektronikou (8) zapojenou paralelne so spínacím kontaktom (7a, 7b)

Vynález sa týka modulárneho obvodového zariadenia (10) na spínanie elektrických výkonov. Obsahuje zásuvku (40) relé a adaptér (30) odpojiteľne pripojený k zásuvke (40) relé. Adaptér (30) obsahuje polovodičové relé (60) a s ním elektricky spojené riadiace zariadenie (50). Okrem toho sa predpokladá, že relé (20) je odpojiteľne elektricky a mechanicky spojené s adaptérom (30) tak, že v stave po pripojení je polovodičové relé (60) zapojené paralelne k mechanickému spínač (22) relé (20) a ovládacie zariadenie (50) môžu ovládať relé (20) a polovodičové relé (60) v rôznych časoch. ÚČINOK: znížený stupeň opotrebenia normálne otvorených kontaktov relé, ktoré je možné zatvárať a otvárať bez zaťaženia. 2 n. a 7 z.p. f-ly, 3 chorý.

Zariadenie (13) na prerušenie elektrický prúd, pretekajúci cez prenosové alebo rozvodné vedenie (14), obsahuje paralelné zapojenie hlavného ističa (8) a nelineárneho odporu (11). Hlavný istič (8) obsahuje aspoň jeden výkonný polovodičový spínač prvého smeru prúdu. Zariadenie (13) navyše obsahuje sériové pripojenie vysokorýchlostný spínač (10) obsahujúci aspoň jeden mechanický spínač a pomocný istič (9), ktorý má nižší odpor pri vypínaní ako hlavný istič (8) a obsahuje aspoň jeden výkonný polovodičový spínač prvého smeru prúdu. Toto sériové pripojenie je zapojené paralelne s paralelným pripojením. Pri spôsobe použitia zariadenia (13) sa najskôr otvorí pomocný istič (9), čím sa prepne prúd do hlavného ističa (8), potom sa otvorí rýchlospínač (10) a následne hlavný istič (8). istič (8) sa otvorí, čím sa prepne prúd na nelineárny odpor (11). Zariadenie (13) môže byť navyše použité v usporiadaní obmedzujúcom prúd. ÚČINOK: zabezpečenie prerušenia jednosmerného prúdu so znížením strát v ustálenom stave vo vysokovýkonných polovodičových spínačoch. 10 n. a 29 z.p. f-ly, 12 chorých.

Spínač obsahuje prvý a druhý kontakt na napájanie pre prevádzku elektronického zariadenia, ako aj prvý zapínací a vypínací kontakt a druhý zapínací a vypínací kontakt pripojený k vnútornému obvodu elektronického zariadenia. Spínač tiež obsahuje napájaciu jednotku, aktivačný kľúč, ktorý generuje riadiaci signál pre vnútorný obvod elektronického zariadenia, a oneskorovaciu jednotku, ktorá zaisťuje, že po zapnutí kontaktný spínač a aktivačný kľúč nebudú fungovať súčasne, ale s určeným časom oneskorenia. EFEKT: bezpečné pripojenie elektronického zariadenia bez prúdového rázu alebo silného iskrového výboja, ako aj automatické vypnutie bipolárny kontaktný spínač okamžite alebo po určitom čase v prípade, že je napájanie vypnuté programom, alebo keď je vnútorný obvod vypnutý riadiacim signálom budiaceho kľúča, čo zabraňuje odberu energie v pohotovostnom režime. 2 w.p. f-ly, 15 chorých.

Vynález sa týka spínacieho obvodu na vytváranie a otváranie kapacitnej, indukčnej a odporovej záťaže

Jedným z populárnych spôsobov použitia diód je tlmenie indukčného "spätného rázu": vysokonapäťových impulzov produkovaných pri prerušení toku jednosmerného prúdu cez induktor. Vezmime si napr. jednoduchý obvod na obrázku nižšie bez ochrany proti indukčnému spätnému rázu.

Po stlačení tlačidla preteká cez induktor prúd a vytvára okolo neho magnetické pole. Po stlačení tlačidla sa jeho kontakt preruší, čím sa preruší tok prúdu cez induktor a dôjde k rýchlemu poklesu magnetického poľa. Keďže napätie indukované v cievke drôtu je priamo úmerné rýchlosti zmeny magnetického toku v priebehu času (Faradayov zákon: e = NdΦ/dt), tento rýchly pokles magnetického poľa okolo cievky vytvára „špičku“ vysoké napätie.

V prípade elektromagnetickej cievky, ako je solenoid alebo relé, (navrhnuté na vytváranie fyzickej sily pomocou magnetického poľa, keď prúdi prúd), nemá indukčný efekt "spätného rázu" vôbec žiadny užitočný účel. V skutočnosti je to veľmi škodlivé pre spínač, pretože spôsobuje nadmerné iskrenie kontaktov, čo výrazne znižuje ich životnosť. Z praktických spôsobov, ako znížiť prechodový jav vysokého napätia, ku ktorému dochádza pri otvorení spínača, nie je jednoduchší ako takzvaná spínacia dióda, znázornená na obrázku nižšie.

V tomto obvode je dióda pripojená paralelne k cievke, takže keď sa na cievku cez tlačidlo privedie jednosmerné napätie, dôjde k spätnému predpätiu. Keď je teda cievka pod napätím, dióda nevedie prúd (obrázok vyššie (b)).

Keď sa však spínač otvorí, indukčnosť cievky reaguje na pokles prúdu indukciou napätia obrátenú polaritu aby sa zachoval prúd rovnakej veľkosti a v rovnakom smere. Toto náhle prevrátenie polarity napätia cievky dopredu predpína diódu a dióda poskytuje cestu pre prúdenie prúdu v induktore, takže všetka jej uložená energia sa rozptýli skôr pomaly než okamžite (obrázok vyššie (c)).

Výsledkom je, že napätie indukované v cievke jej prudko klesajúcim magnetickým poľom je pomerne malé: iba veľkosť priameho poklesu napätia na dióde a nie stovky voltov, ako tomu bolo predtým. Počas procesu vybíjania je teda na kontakty kľúča privedené napätie rovnajúce sa napätiu batérie plus približne 0,7 V (ak je použitá kremíková dióda).

V jazyku elektroniky sa termín prepínanie vzťahuje na zmenu polarity napätia alebo smeru prúdu. Účelom spínacej diódy je teda pôsobiť vždy, keď napätie zmení polaritu, napríklad na induktore, keď je prerušený tok prúdu. Menej formálny výraz pre spínaciu diódu je tlmič, pretože "tlmí" alebo "uhasí" indukčný spätný ráz.

Významnou nevýhodou tejto metódy je dodatočný čas, ktorý pridáva na vybíjanie cievky. Pretože indukované napätie je obmedzené na veľmi nízku hodnotu, rýchlosť zmeny magnetického toku v čase je pomerne pomalá. Pamätajte, že Faradayov zákon popisuje rýchlosť zmeny magnetického toku (dΦ/dt) ako úmernú okamžitému indukovanému napätiu (e alebo v). Ak je okamžité napätie obmedzené na nejakú nízku hodnotu, potom bude rýchlosť zmeny magnetického toku v priebehu času tiež obmedzená na nízku (pomalú) hodnotu.

Ak je cievka elektromagnetu "uhasená" spínacou diódou, magnetické pole sa bude rozptýliť relatívne pomaly v porovnaní s pôvodným scenárom (bez diódy), kde pole zmizne takmer okamžite po otvorení spínača. Uvedený čas bude s najväčšou pravdepodobnosťou kratší ako jedna sekunda, ale bude výrazne dlhší ako bez spínacej diódy. To môže viesť k neprijateľným následkom, ak sa cievka použije na aktiváciu elektromechanického relé, pretože relé bude mať prirodzené „časové oneskorenie“ pri odpájaní cievky a nežiaduce oneskorenie dokonca zlomku sekundy môže byť škodlivé pre niektoré okruhy.

Bohužiaľ, nie je možné súčasne eliminovať vysokonapäťový prechodový jav indukčného spätného rázu a rýchlo udržať cievku demagnetizovanú: je nemožné porušiť Faradayov zákon. Ak je však pomalá demagnetizácia neprijateľná, možno urobiť kompromis medzi prechodným napätím a časom tým, že sa umožní, aby napätie cievky vzrástlo na nejakú vyššiu úroveň (ale nie tak vysoko ako bez spínacej diódy). Diagram na obrázku nižšie ukazuje, ako sa to dá urobiť.

Rezistor v sérii so spínacou diódou umožňuje, aby napätie indukované cievkou vzrástlo na úroveň vyššiu, ako je dopredný pokles napätia diódy, čím sa urýchli proces demagnetizácie. To samozrejme vytvorí viac napätia na kontaktoch, a preto musí byť odpor dimenzovaný tak, aby obmedzil prechodové napätie na prijateľnú maximálnu úroveň.