La diode: diode de roue libre pour relais

Pour comprendre l'utilité de la diode de roue libre, il faut se souvenir de la continuité du courant dans une inductance (bobine de relais par exemple). Cela signifie que le courant dans une inductance ne peut pas être coupé brutalement sinon une surtension dangereuse apparait (di/dt trop grand).

Schéma relais et diode de roue libre

la diode diode de roue libre pour relais 0

Diode de roue libre en parallèle avec la bobine du relais

La diode de roue libre se place en parallèle avec l'inductance (voir ci contre).

Dans la phase où l'interrupteur (transistor) est fermé, le courant s'établit dans l'inductance et est limité par sa résistance série.

A l'ouverture de l'interrupteur, le continuité du courant impose le passage dans la diode de roue libre(figure de droite). Le courant décroit alors progressivement dans cette boucle et finit par s'annuler.

Un nouveau cycle peut commencer.

Fonctionnement de la diode de roue libre

A l'ouverture de l'interrupteur, la tension Va à l'anode de la diode augmente brutalement à cause de l'inductance. Cette tension augmente jusqu'à ce que le courant puisse "passer quelque part". Il trouve alors comme chemin la diode de roue libre. Si cette diode est absente, la tension Va augmente encore et ne sera uniquement limitée que par les capacités parasites vues depuis Va (capacité de la jonction Collecteur-Emetteur du transistor, pistes du circuit, capacité intrabobinage). Il apparaît des oscillations amorties. On peut aussi dire que l'énergie de la bobine est transférée vers cette capacité parasite qui limite la surtension.

La décroissance du courant est liée à deux choses : la résistance série de la bobine définissant une constante de temps L/R, et la tension aux bornes de la diode. En effet, dans le cas d'une inductance idéale, la décroissance du courant (A/s) se fait à la vitesse VAK/L, avec VAK la tension aux bornes de la diode (0,6V). On peut ainsi accélérer la décroissance du courant en ajoutant une diode zener pour augmenter VAK artificiellement. Le transistor interrupteur devra supporter ce supplément de tension. L'avantage de cette méthode est une démagnétisation plus rapide et une meilleure ouverture en charge (rupture de l'arc plus rapide).

La diode de roue libre en pratique

La diode de roue libre est surtout utilisée par les électroniciens pour commuter des relais. On peut choisir la diode très connue 1N4148, adaptée en LL4148, 1N4148W ou TS4148 (composant CMS). Elle supporte 75V, ce qui suffit pour des relais 12V et 24V.

Conclusion

La diode de roue libre protège le transistor contre des surtensions destructrices.

Tinou
jeudi 7 mars 2013 15:30

Une chose que je ne comprends pas: dans les vieux flippers, iln'y avait pas de diodes pour protéger les bobinages ?

Bonsoir
vendredi 25 février 2022 12:19

bonsoir, non

Nina67
vendredi 8 mars 2013 17:37

Bonjour, Peut-être que les vieux flippers sont pilotés par des relais qui ne sont pas détruits par une surtension à leur bornes ? Ou bien il y a un condo qui absorbe la surtension ? la remarque est intéressante en tous cas. Cordialement

Youssef elboudali
vendredi 15 mars 2013 22:12

merci pour les infos

Zebulon
mercredi 20 mars 2013 21:47

Bonsoir, je cherche un schéma de pont à base d'IRF540. Quelqu'un aurait-il cela en stock ? Merci, Zebulon

Zebulon
mercredi 20 mars 2013 21:49

Je précise : - Pont en H pour faire tourner un moteur d'essuie-glace dans les 2 sens (10-20A). - en fait un pont en H pour les MOSFETs en général. Merci, Zebulon

nina67 Nina67
jeudi 21 mars 2013 10:39

Bonjour, Le IRF540 fait 22A. A voir si il y a une marge suffisante avec l'appel de courant du moteur. Ensuite, il existe des drivers de pont de H ou de demi pont, mais qui ne fonctionnent pas en DC (100% de rapport cyclique). Si c'est pour une utilisation en DC, il faut une alimentation supérieure à l'alimentation du pont en H pour polariser les grilles des MOS d'en haut (high side). Par exemple, du 24V fait à partir d'une pompe de charge ou d'un élévateur boost. Pour ma part, le LM2577 peut fabriquer du 24V à partir de 12V, mais c'est trop puissant pour alimenter une simple commande. Cordialement

Ben c2
jeudi 6 juin 2013 10:45

bonjour moi ce ben .votre explication ma vraiment aidé car j’avais besoin de cette explication pour faire mon projet de fin de cycle . je suis élevé en cote d ivoire a Yamoussoukro .candidat au baccalauréat F2 cette année 2012-2013 thème du projet :conception et réalisation d une lampe a batterie rechargeable par le secteur et le soleil

nina67 Nina67
lundi 10 février 2014 15:17

Bonjour, il faut voir si le problème est bien du à l'ouverture du relais ou à la base du transistor qui le pilote. Pour accélérer l'ouverture du relais, on peut ajouter une zener 15V en série avec la diode de roue libre. La cathode de la zener doit être reliée à la cathode de la diode de roue libre. La tension que verra le transistor sera de 24V + tension zener. Cordialement

Jipat2
lundi 10 février 2014 09:58

Bonjour, mon relais ne s'ouvre pas assez vite pour couper le cloc dans les HP. Je voudrais savoir quelle valeur de zener utiliser en série avec ma diode de roue libre.. Mon transistor est largement dimensionné: +60V 1 A.. Ma tension de commande du relais est +24V cc monoalternance. Merci pour votre site qui m'apprend un tas de choses. JP.

GL73
mercredi 4 décembre 2013 08:17

bonjour, j'ai lu votre article avec attention et je suis d'accord sur les informations techniques. il est simplement dommage que vous n'alliez pas plus loin dans l'analyse. en effet, le montage d'une diode de roue libre augmente le temps d'ouverture des contacts des relais ce qui peut être très préjudiciable lors de commutation de courant en continu.

nina67 Nina67
mercredi 4 décembre 2013 10:42

Bonjour, Vous avez tout à fait raison. En effet, on peut ajouter une zener en série avec la diode de roue libre pour qu'il se crée une tension plus importante aux bornes de la bobine du relais et que le courant diminue plus rapidement, avec la pente E/L, si on néglige la résistance. Mais dans ce cas, il faut dimensionner le transistor avec un Vce plus grand (égal à l'alimentation + la tension de la zener). on peut aussi utiliser une varistance. Cordialement

Meriem
mardi 28 octobre 2014 13:10

bonjour tous le monde,je suis étudiante en 3ème année électronique ,juste une chose ;c'est que notre prof nous a demander un projets sur les montages électronique mais je n'ai aucun sujet facile , si quelqu'un peut m'aider ,aidez moi!!!!!!!!!

Meriem
mardi 28 octobre 2014 13:23

bonjour tous le monde,je suis étudiante en 3ème année électronique ,juste une chose ;c'est que notre prof nous a demander un projets sur les montages électronique mais je n'ai aucun sujet facile , si quelqu'un peut m'aider ,aidez moi!!!!!!!!!

KHEMIRI
mercredi 28 janvier 2015 10:42

C'est quoi diode libre et pour quelle raison on l'utilise

Arnault
vendredi 20 février 2015 10:48

Bonjour, Excellent article. Petite contribution concernant la première intervention de Tinou concernant l'absence de diode sur les bobines de vieux flippers, en gros résumé : S'il s'agit tout de même de flippers électroniques, dans la majorité des cas (que j'ai pu rencontrer), la bobine est équipée directement de sa diode. Mais je pense que le fait qui peut alors prêter à confusion et faire croire que tel ou tel modèle de flipper en est dépourvu, tient au fait que certains constructeurs ont pris le parti de monter cette diode directement sur la carte de puissance (Ou "driver board") pour les bobines commandées par électronique (elles ne le sont pas toutes d'ailleurs, dans un jeu classique). Elle apparait donc invisible mais est bel et bien là. Bonne journée à tous.

Robert15
dimanche 11 décembre 2016 11:29

Bonjour! Quelle est la solution pour parer aux étincelles sur les contacts d'un contacteur alimenté a 220 volts. -Placer en parallèle a la bobine : une diode a roue libre ou un condensateur. Merci!

nina67 Nina67
mardi 13 décembre 2016 13:19

Bonjour robert15, en effet, on peut tenter la diode de roue libre (type 1N4007), ou essayer un condensateur de 4.7nF 250VAC (ordre de grandeur). Cordialement

j-marie Colle J-marie Colle
jeudi 21 septembre 2017 19:47

Pour Robert15;  un condensateur non polarisé en parallèle sur les contacts incriminés  va absorber  le courant de rupture, par contre la valeur sera à déterminer, car elle dépend de la tension et de l'intensité traversant les contacts, essayez avec 1nF et augmenter jusqu'à la disparition de l'arc !

Laurent
mardi 12 novembre 2019 09:50

Bonjour, En alternatif une diode de roue libre constituerait un un court-circuit. On peut utiliser un RC (R en série avec C) aux bornes de la bobine, pour protéger les éléments de commutation et amortir plus rapidement (circuit RLC). R et C sont soumis à la tension alternative tout le temps où le contacteur est activé, donc attention à leur dimensionnement. Cordialement

Gérard BONDU
mardi 23 novembre 2021 11:38

Bonjour Est-ce qu'une personne peut m'éclairé sur le branchement que je voudrais réalisé est-ce que c'est réalisable? Le but de mon projet c'est que le jour ou il y a une coupure de courant le N°5 du schéma est un contacteur ouvert tant que j'ai du 220v A1 P et A2 N La bobine est sollicitée et dés qui à coupure le courant laisse passer au contacteur N°5 le 220v du convertisseur. La peur c'est quand le 220v EDF reviens le dixième de second je voudrai pas que mon convertisseur saute. C'est pour ça que j'ai mis une diode N°4 qui évite de faire passer le 220v Est-ce que c'est bon? Ou avez-vous une autre idée peut-être avec un relais merci de votre réponse vous pouvez aussi me contacter directement par mail à

FIM ELECTROMECA - STEPHAN MARTINEZ
samedi 9 avril 2022 10:33

J'ai un distributeur hydraulique avec 2 bobines(12v - 55W) un fonctionnement alternatif via un bistable dans lequel il y a des surtensions à chaque basculement je pense à mettre une diode 1N4007 tension inverse 750V dans les têtes hirsmann des bobines, Les diodes sont des 1A (cela est suffisant pour le courant)