¿Es el diodo flyback una protección adecuada para el microcontrolador en el siguiente circuito?
simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
¿Experimentará mi circuito condiciones de sobretensión en el carril de 5 V a pesar del diodo flyback? Mi 5V es generado por un regulador de conmutación reductor si eso importa, y ese circuito conmutador tiene un condensador 220uF en su nodo LX.
En esta configuración, la energía no va directamente a la fuente de alimentación: al apagarse, la corriente recircula por el diodo y la bobina hasta que se apaga por la resistencia de la bobina y la caída del diodo. El apagado es indistinguible de una carga resistiva desde el punto de vista de la fuente de alimentación.
El único problema es si la retirada repentina de una carga (no tiene por qué ser un relé, una resistencia se comportaría igual) hará que la alimentación se sobrepase demasiado (es inevitable que se produzca un pequeño parpadeo), o que se quede demasiado corta en el momento del encendido (el encendido es un poco más suave que con una resistencia debido a la inductancia de la bobina).
Lo más probable es que no bump mucho con 220uF en los carriles, pero depende de la cantidad de corriente de la bobina del relé dibuja y cómo la fuente de alimentación se comporta. Puedes mirarlo con un osciloscopio y ver. 125 ohmios -> 40mA no es mucha corriente.
También depende un poco de lo sensible que sea tu circuito si estás usando el raíl de 5V para una referencia ADC (ugh) puede que veas el blip.
EDITAR Esta respuesta es incorrecta - estaba pensando en un escenario de puente H en el que el condensador de la fuente de alimentación recibirá energía a través de los diodos de protección. Lo siento. Si alguien quiere que se borre esta respuesta que lo diga. Supongo que sigue siendo útil algo pero no se aplica al escenario del OP.
Si la bobina del relé es de 200 ohmios y tiene una inductancia de 100mH (no la improbable 1uH que muestra tu esquema), la energía que almacena es: -.
\$\dfrac{L.I^2}{2}\$ donde I es 5 voltios / 200 ohmios = 25 mA
La energía es, por tanto, de 31,25 microjulios.
Si esta energía se libera completamente (a través del diodo, que se supone perfecto) en el condensador de 220uF, el aumento de tensión en el condensador viene determinado por
Energía = \$\dfrac{C.V^2}{2}\$
O dicho de otro modo, subida de tensión = \$\sqrt{\dfrac{2\times energy}{C}} \$ = 0,533 voltios.
Espero haber calculado esto correctamente, pero si no lo he hecho, deberías tener los medios matemáticos para resolver esto basándote en cuál es realmente la corriente de tu relé y cuál es realmente la inductancia de tu relé. Ten en cuenta que este es el peor escenario posible porque el diodo tiene una caída de voltaje que convertirá parte de la energía en calor (reduciendo así el aumento de C). Lo mismo ocurre con la resistencia de la bobina, que perderá energía en forma de calor y reducirá el aumento de tensión en C.
Si necesitas una respuesta más precisa, te recomiendo que utilices algo como LTSpice para simular el resultado real.
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