Diese Frage konzentriert sich auf das Schalten induktiver Lasten in relativ großer Entfernung, insbesondere auf die Behandlung des induktiven Rückschlags infolge des Schaltens. Bei der fraglichen induktiven Last handelt es sich um einen Elektromagneten / Magneten, der einen Nennwiderstand von 75 Ohm hat und beim Einschalten etwa 200 mA Strom zieht.

Die Schaltschaltung besteht aus einer NMOS / PMOS-Transistorpaar-Konfiguration, die als High-Side-Schalter für den Magneten fungiert. Diese Schaltschaltung ist gesteuert von einer Mikrocontroller-Einheit (MCU). Details zu diesem Schaltmechanismus werden im Interesse dieser Diskussion nicht im Detail angegeben, da der Fokus nicht darauf liegt, sondern auf dem induktiven Rückschlag, der sich aus dem Ein- und Ausschalten des Solenoids ergibt.

Die folgende Abbildung zeigt einen umfassenden Überblick über das Layout des Systems:

Wie in der obigen Abbildung dargestellt, wandelt ein Transformator dreiphasige 380 VAC in 14 VDC um (somit wird der Ausgang des Transformators gleichgerichtet). Dieser Ausgang des Transformators versorgt alle Teile des betreffenden Systems mit Strom. Es gibt eine Reihe von Magnetspulen, die im gesamten System verteilt sind und für diese Diskussion in drei Gruppen unterteilt sind. Die Magnetspulen sind in einer gemeinsamen negativen Konfiguration verbunden, d. H. Einer der Anschlüsse jedes der Magnetspulen ist mit GND (dem negativen Anschluss des Transformatorausgangs) verbunden. Insbesondere erstreckt sich ein einzelner Leiter vom Transformator zu dem Raum, in dem sich die Magnetspulen befinden. Von diesem Leiter wird ein weiterer einzelner Leiter für jeden der in der obigen Abbildung dargestellten Magnetspulensätze "abgegriffen" (bezeichnet durch die drei "GND-Drähte" -Anschlüsse in der obigen Abbildung). Jeder dieser (drei) Leiter ist entlang jedes Satzes von Magnetspulen so angeordnet, dass kleinere Drähte von ihm "abgegriffen" werden, um die Verbindungen zu GND für jeden der Magnetspulen bereitzustellen.

Die anderen "positiven" Klemmen jedes Magneten sind alle in einem Verbindungsblock (Krone-Block) abgeschlossen, in dem auch die Schaltsignale für jeden entsprechenden Magneten angeschlossen sind. Diese Schaltsignale sind im Wesentlichen die "positiven" Verbindungen zu den Magneten, die die Magnete aktivieren / deaktivieren, basierend auf dem Zustand der Schaltschaltung für jeden Magneten.

Ein weiterer einzelner Leiter vom negativen Anschluss (GND) des Transformators führt zur Steuerschaltung, zusammen mit einem anderen Leiter, der mit dem positiven Anschluss des Transformators verbunden ist (somit sind diese beiden Leiter die beiden Stromkabel, die die Steuerschaltung mit Strom versorgen). Die Stromversorgung der Steuerschaltungslogik und der MCU wird von diesem Eingang vom Transformator unter Verwendung von Spannungsreglern abgeleitet. Es besteht daher eine einzelne 14 VDC- und GND-Verbindung vom Transformator zur Steuerschaltung.

Zu diesem Zeitpunkt sollte erwähnt werden, dass die Magnetspulen, Steuer- / Schaltkreise und der Transformator in separaten kleineren Räumen im Gebäuderaum angeordnet sind. Darüber hinaus sind die Magnete so angeordnet, dass ein direkter Zugang zu ihnen ziemlich schwierig ist. Daher ist es unpraktisch, Flyback-Dioden direkt an den Klemmen der Magnetspulen anzubringen. Daher ist das Anschließen von Komponenten jeglicher Art direkt an den Klemmen der Magnetspulen überhaupt nicht möglich.

Die folgende Abbildung zeigt die Verbindungsmethode für jeden der Magnete. Beachten Sie insbesondere die Länge der Drähte zum und vom Magneten. Die LED dient ausschließlich zur visuellen Anzeige des Zustands des Schaltkreises (also wenn der Magnet ein- oder ausgeschaltet ist). Die Schottky-Diode (die die Rücklaufdiode ist) befindet sich zusammen mit der LED in sehr unmittelbarer Nähe zum Rest der Schaltschaltung

Es ist zu beachten, dass die gesamte Schaltschaltung und ihre entsprechende Schaltlogik (und MCU) dieselbe GND-Verbindung über die Leiterplatte teilen, auf der sie sich befindet. Insbesondere ist die "Füllung" der Leiterplatte im Wesentlichen eine GND-Ebene, und alle GND-Verbindungen für jede Logikschaltung, Schaltschaltung und die MCU sind direkt mit dieser GND-Ebene verbunden

Meine Frage lautet wie folgt: In Anbetracht der Tatsache, dass sich die Flyback-Diode nur auf der Seite der Steuer- / Schaltschaltung befinden kann, also in unmittelbarer Nähe der Schaltschaltung, aber weit entfernt (2-10 m) vom Magneten selbst, was wäre die beste Option, um die Spuren auf der Leiterplatte für die Flyback-Diode auszulegen? Meine Intuition sagt mir, dass der umgeleitete Strom, der aus dem induktiven Rückschlag (beim Ausschalten des Magneten) resultiert, in der folgenden Reihenfolge fließt:

• Vom "positiven" Anschluss des Solenoids durch den Solenoid selbst
• aus dem GND-Anschluss des Solenoids,
• zurück zum Transformator über den gemeinsamen GND-Leiter, der von den Magneten geteilt wird,

Dies kann einen erheblichen Erdungssprung auf der gesamten GND-Ebene der Leiterplatte verursachen und alle Komponenten der Logikschaltung und die MCU stören. Verstehe ich das richtig?

Wäre es am besten, einen anderen dedizierten Leiter vom GND-Anschluss des Transformators zur Steuerplatine zu haben, an den NUR die Verbindung (en) der Flyback-Diode (n) angeschlossen sind, um einen dedizierten Pfad für den Magnetrückschlagstrom bereitzustellen?Wenn ein solcher Leiter hinzugefügt wird, würde sich dann nicht noch ein Teil des Rückschlagstroms durch das andere GND-Kabel ausbreiten, das Teil des Stromanschlusses der Leiterplatte ist?Wie kann der negative Effekt des Massesprungs auf nur einen einzigen dedizierten Pfad begrenzt werden, der vom Rest der Schaltung getrennt ist, so dass der Rest der Schaltung nicht betroffen ist?