Diode de roue libre

[FabAppleII]

Bonjour à tous !

Je suis en train de faire un petit montage qui nécessite un relais. Je n'ai pas encore choisi le modèle de relais, ce sera un modèle 5V ou 12V pour piloter du 220V. Il sera alimenté lorsqu'un transistor PN2222A saturera en regard de mon circuit de commande.

J'ai vu qu'il fallait positionner une diode dite de roue libre entre les pattes de la bobine du relais, afin de gérer l'écoulement de courant et le pic de tension lorsque le transistor coupera l'alimentation de la bobine du relais.

Je vois différents modèles de diode utilisées pour cette fonction, en l'occurrence 1N4007 ou 1N4148 souvent.
Comment bien choisir la diode s'il-vous-plaît ?

Merci !
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[penthode]

la meilleure est celle que tu as sous la main

[FabAppleII]

Ha ha je vois
J'en conclus que jouer le rôle de roue libre n'implique pas un type particulier de diode plutôt qu'un autre, et que les grandeurs en jeu dans mon exemple sont bien en-dessous des limites de fonctionnement des diodes, d'une façon générale.
C'est bien cela ?

[penthode]

au niveau bricolage courant , oui !

[A voir en vidéo sur Futura]

[FabAppleII]

Bon et bah merci bien

[gienas]

Bonjour FabApplell et tout le groupe

... J'en conclus que jouer le rôle de roue libre n'implique pas un type particulier de diode plutôt qu'un autre, et que les grandeurs en jeu dans mon exemple sont bien en-dessous des limites de fonctionnement des diodes, d'une façon générale.
C'est bien cela ?

C'est "presque" ça, mais on peut être un peu plus précis pour être toujours sûr de faire le bon choix.

Pour commencer, cette diode est obligatoire, sinon la commande ne fonctionne qu'une fois, ce qui détruit à coup sûr le composant qui commande la bobine.

Pour la tension (inverse) que doit supporter la diode, c'est la tension d'alimentation de la bobine.

Pour le courant que devra supporter la diode, ce sera une pointe, au moment de l'ouverture, égale (exactement) au courant qui circulait dans la bobine au moment de la coupure.

Comme la 4148 est fragile mécaniquement mais aussi électriquement, la série des 400X est plus rassurante.

[penthode]

Comme la 4148 est fragile mécaniquement mais aussi électriquement, la série des 400X est plus rassurante.

j'en ai "secoué" plus d'une , qui n'ont jamais moufté !

[FabAppleII]

Merci beaucoup Gienas, tes explications sont très claires.
Elles me donnent la bonne façon de poser ma réflexion pour un choix plus fin de ma diode.
Et merci aussi Penthode, car ça m'a mis en confiance

[PA5CAL]

Bonjour

Le rôle de la diode de roue libre est d'assurer la continuité du courant circulant dans la bobine lors du blocage du transistor.

Si cette continuité n'était pas assuré, ce courant continuerait de traverser le transistor en dépit de sa résistance collecteur-émetteur important. Cela produirait une élévation de la tension V_CE jusqu'à ce qu'il y ait claquage. On passerait du point A au point B sur le graphe ci-dessous :



Au point B, toute l'énergie emmagasinée dans la bobine serait dissipée dans le transistor durant un temps très court (puissance P=I_L×BV_SUS, entraînant sa destruction.

La datasheet du PN2222A donne BV_CEO=40V et BV_CB0=75V.


Pour éviter ce claquage, on utilise un dispositif au travers duquel le courant de la bobine produit une tension qui n'atteint pas le seuil fatidique V_CEO.

Le dispositif limite également la tension afin que les pertes en commutation dans le transistor ne soient pas trop importantes, notamment lorsque la commutation est lente, le courant élevé ou les commutations fréquentes.

Pour ce faire on fait généralement appel à une diode de roue libre, mais on pourrait également utiliser une résistance ou un circuit réunissant plusieurs composants.


La diode de roue libre doit avant tout être choisie de sorte qu'elle supporte le courant dans la bobine. Par exemple, une 1N4148 supporte jusqu'à 0,2A en continu, et beaucoup plus sous forme d'impulsions non répétitives (4A×1µs, 1A×1ms, 0,5A×1s). Une 1N4001 supporte jusqu'à 1A en continu et jusqu'à 30A×8,3ms en impulsions non répétitives.

Lorsque la commutation du transistor est rapide et le courant assez élevé, le temps de mise en conduction de la diode doit également être pris en considération. Si cette commutation était instantanée (mais en pratique elle ne l'est jamais du fait de la présence des différentes capacités parasites du transistor et du montage), alors le courant ne s'établirait pas immédiatement et on observerait une impulsion de tension aux bornes de la diode dans le sens direct, de plusieurs volts à plusieurs dizaines de volts, sur une durée t_fr (forward recovery time). Outre le pic de tension, l'augmentation rapide du courant dans la diode durant la phase montante de l'impulsion pourrait provoquer une mauvaise répartition de ce courant au niveau de la jonction et l'apparition de « points chauds » pouvant endommager le semi-conducteur. C'est la raison pour laquelle dans ce cas de figure on préfère choisir une diode rapide, avec t_fr inférieur au temps de commutation du transistor. Par exemple, les spécifications de la 1N4148 indiquent que pour un courant de 50mA et un temps de commutation de 20ns, le pic de tension reste inférieur à 2,5V. Ce point n'est généralement pas spécifié pour la 1N4001, mais on trouve t_fr=0,2µs@I_F=0,1A et t_fr=0,3µs@I_F=1,5A. Le temps de recouvrement inverse t_rr (reverse recovery time) de la diode n'entre pas en ligne de compte pour la commande d'un relais.

[FabAppleII]

Merci Pa5cal pour ta réponse fournie.
Je vois bien les concepts qu'il y a derrière, je reste cependant encore un peu perdu devant l'ensemble des notions. On a toujours du mal, sauf à faire de longues études d'électronique, à savoir quel phénomène devient prépondérant dans quelle situation et du coup, comme bien choisir les références de composants. Chaque sujet amène souvent 10 nouvelles questions
C'est la petite frustration du bricoleur du dimanche que je suis

[PA5CAL]

Pour ma part, j'ai beaucoup appris tout seul en bricolant et en cherchant dans les livres et les magasines (à une époque où il n'y avait pas encore Internet) bien avant de commencer des études d'électronique. Je sais donc à quel point il est frustrant de voir apparaître de nouvelles notions quand on cherche à obtenir rapidement des résultats. Mais il ne faut pas se décourager, et transformer cette frustration en motivation pour continuer à découvrir, par soi-même et au travers de la littérature technique.

Tout n'arrive pas en un jour, bien évidemment, et ces nouvelles notions doivent parfois être mises de côté, le temps qu'on trouve suffisamment d'éléments pour les comprendre puis pour les mettre à profit. Si elles ne sont pas directement exploitables, les explications trouvées permettent d'avoir conscience de l'existence de ces notions et de disposer de pistes pour continuer à creuser la question, et d'y revenir plus tard quand l'expérience et les connaissances nécessaires auront été acquises.

Si tu as conscience que chaque sujet amène dix nouvelles questions, alors c'est que tu es sur la bonne voie ! À partir de là, c'est la curiosité qui te permet de progresser rapidement. Même si c'est parfois un peu déprimant, c'est cent fois mieux que penser que les choses sont simples, et au final ne jamais arriver à anticiper les problèmes ni à les comprendre quand ils surviennent (ce qui constitue pourtant les bases dans les démarches de conception et d'expérimentation).

[FabAppleII]

Tu as très bien expliqué la situation
Et merci pour les encouragements ! C'est toujours chouette d'apprendre et d'y arriver ensuite par soi-même.
Je fais des petits bricolages simples, c'est clairement un loisir passionnant.
Je pense que quand j'aurais déterminé les valeurs de mes composants, je viendrai poster sur le forum pour un petit contrôle rapide par les experts que vous êtes
Histoire de ne pas cramer la moitié de mes composants parce que j'ai voulu aller trop vite

[calculair]

pour completer:

Tu as très bien expliqué la situation
Et merci pour les encouragements ! C'est toujours chouette d'apprendre et d'y arriver ensuite par soi-même.
Je fais des petits bricolages simples, c'est clairement un loisir passionnant.
Je pense que quand j'aurais déterminé les valeurs de mes composants, je viendrai poster sur le forum pour un petit contrôle rapide par les experts que vous êtes
Histoire de ne pas cramer la moitié de mes composants parce que j'ai voulu aller trop vite