ফ্রিহুইল ডায়োড বা ফ্লাইব্যাক ডায়োড মূলত একটি ডায়োড যা ইন্ডাক্টিভ লোডের আড়াআড়িতে সংযুক্ত থেকে উচ্চ ভোল্টেজ উৎপাদনে বাধা দেয়।
যখন ইন্ডাক্টিভ সার্কিটটি স্যুইচ অফ করা হয়, তখন এই ডায়োড ইন্ডাক্টর কারেন্টের প্রভাব নিস্ক্রিয় করার জন্য একটি শর্ট সার্কিট পথ তৈরি করে আর এভাবে ইন্ডাক্টরের মধ্যে সংরক্ষিত শক্তির ক্ষয় করা হয়। এই ডায়োডটি ফ্লাইহুইল বা ফ্লাইব্যাক ডায়োড নামেও পরিচিত।
বিষয়টি আরো ভালভাবে বোঝার জন্য নিচের সার্কিটি উপস্থাপন করা হলো।
যখন সার্কিটের সুইচ, S বন্ধ করা থাকে তখন সার্কিটে একটি স্থির মানের কারেন্ট, I = V/R প্রবাহিত হতে থাকে। এজন্য ইন্ডাক্টরে সঞ্চিত এনার্জির পরিমাণ LI2/2 হবে। এখন হঠাৎ সুইচ খুলে দিলে লোডের আড়াআড়িতে প্রবাহিত স্থির মানের কারেন্ট হ্রাস পেয়ে ০(শূণ্য) হবে। কারেন্টের এ হঠাৎ পরিবর্তন ইন্ডাক্টর টার্মিনালের আড়াআড়িতে লেঞ্জের সূত্র অনুযায়ী উচ্চ মানের রিভার্স ভোল্টেজ, E = L(di/dt) উৎপন্ন করবে যা ডায়োড ও সুইচের আড়াআড়িতে পাওয়া যাবে। এর ফলে সুইচে স্পার্ক হওয়ার সম্ভাবনা বৃদ্ধি পাবে। আবার এই রিভার্স ভোল্টেজ যদি ডায়োডের পিক ইনভার্স ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হয় তাহলে ডায়োটিও ক্ষতিগ্রস্থ হবে। এ ধরনের অনাকাঙ্খিত ঘটনা থেকে রক্ষা পাওয়ার জন্য ফ্লাইব্যাক ডায়োড বা ফ্রীহুইল ডায়োড ইন্ডাক্টিভ লোডের আড়াআড়িতে ব্যবহার করা হয়।
এই নতুন সার্কিট অনুযায়ী কারেন্ট ক্রমান্বয়ে হ্রাস পেয়ে শূন্য হবে। সার্কিটে এই ক্ষয়প্রাপ্ত কারেন্টের মান নিচের হিসেব অনুযায়ী হয়ে থাকে।
সুতরাং এ থেকে পরিলক্ষিত হয় যে, ফ্রিহুইল ডায়োড বা ফ্লাইব্যাক ডায়োড ইন্ডাক্টিভ লোডে আবেশিত হাই রিভার্স ভোল্টেজকে শর্ট করে সার্কিটের অন্যান্য কম্পনেন্টকে রক্ষা করে।
উদাহরণ হিসেবে নিচের সার্কিটটি উপস্থাপন করা হলো:
যখন ইন্ডাক্টিভ সার্কিটটি স্যুইচ অফ করা হয়, তখন এই ডায়োড ইন্ডাক্টর কারেন্টের প্রভাব নিস্ক্রিয় করার জন্য একটি শর্ট সার্কিট পথ তৈরি করে আর এভাবে ইন্ডাক্টরের মধ্যে সংরক্ষিত শক্তির ক্ষয় করা হয়। এই ডায়োডটি ফ্লাইহুইল বা ফ্লাইব্যাক ডায়োড নামেও পরিচিত।
ফ্লাইব্যাক ডায়োড ব্যবহারের উদ্দেশ্য:
ফ্রিহুইলিং বা ফ্লাইব্যাক ডায়োড ব্যবহারের মূল উদ্দেশ্য হল শর্ট সার্কিট পথ সরবরাহ করে ইন্ডাক্টরে সঞ্চিত শক্তিকে মুক্ত করা। হঠাৎ উচ্চ ভোল্টেজের কারণে সুইচ এবং ডায়োডসহ অন্যান্য ইকুইপমেন্ট রক্ষা করার জন্য এই ফ্লাইব্যাক ডায়োড অনেক প্রয়োজনীয়।বিষয়টি আরো ভালভাবে বোঝার জন্য নিচের সার্কিটি উপস্থাপন করা হলো।
যখন সার্কিটের সুইচ, S বন্ধ করা থাকে তখন সার্কিটে একটি স্থির মানের কারেন্ট, I = V/R প্রবাহিত হতে থাকে। এজন্য ইন্ডাক্টরে সঞ্চিত এনার্জির পরিমাণ LI2/2 হবে। এখন হঠাৎ সুইচ খুলে দিলে লোডের আড়াআড়িতে প্রবাহিত স্থির মানের কারেন্ট হ্রাস পেয়ে ০(শূণ্য) হবে। কারেন্টের এ হঠাৎ পরিবর্তন ইন্ডাক্টর টার্মিনালের আড়াআড়িতে লেঞ্জের সূত্র অনুযায়ী উচ্চ মানের রিভার্স ভোল্টেজ, E = L(di/dt) উৎপন্ন করবে যা ডায়োড ও সুইচের আড়াআড়িতে পাওয়া যাবে। এর ফলে সুইচে স্পার্ক হওয়ার সম্ভাবনা বৃদ্ধি পাবে। আবার এই রিভার্স ভোল্টেজ যদি ডায়োডের পিক ইনভার্স ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হয় তাহলে ডায়োটিও ক্ষতিগ্রস্থ হবে। এ ধরনের অনাকাঙ্খিত ঘটনা থেকে রক্ষা পাওয়ার জন্য ফ্লাইব্যাক ডায়োড বা ফ্রীহুইল ডায়োড ইন্ডাক্টিভ লোডের আড়াআড়িতে ব্যবহার করা হয়।
ফ্রিহুইলিং ডায়োডের কার্যনীতি:
চিত্র -১ এ, ইনডাকটিভ লোড RL, সুইচ SW এবং ডায়োড, D এর মাধ্যমে ডিসি উৎসের সাথে সংযুক্ত থাকে। যখন এই সুইচ, SW বন্ধ থাকে( t = 0 সেকেন্ডে) কারেন্ট লোডের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়। এই কারেন্ট ইন্ডাক্টরের মধ্যে বিল্ড আপ করে এবং কিছু সময় পরে তা স্থির মানে পৌছায় (প্রায় 2-3 টাইম কনস্ট্যান্ট এর মদ্ধে)।
I এর চুড়ান্ত মান = V/R
যখন স্যুইচ SW, t = 0 সেকেন্ড (ধরি) খোলা থাকে, তখন সার্কিটের কারেন্ট হ্রাস পায়। হঠাৎ ভোল্টেজ কমে যাওয়ার দরুন ইন্ডাক্টরের চারপাশে সঞ্চিত ম্যাগনেটিক এনার্জি ইন্ডাক্টরের আড়াআড়িতে একটি রিভার্স ভোল্টেজ L(di/dt) আবিষ্ট করে। ইন্ডাক্টর টার্মিনালের এই বিপরীত ভোল্টেজ ফ্রিহুইলিং ডায়োডকে ফরোয়ার্ড বায়াস করে তোলে। সুতরাং freewheeling ডায়োড নীচের চিত্রে দেখানো একটি বন্ধ সুইচের মত আচরণ করে।
এই নতুন সার্কিট অনুযায়ী কারেন্ট ক্রমান্বয়ে হ্রাস পেয়ে শূন্য হবে। সার্কিটে এই ক্ষয়প্রাপ্ত কারেন্টের মান নিচের হিসেব অনুযায়ী হয়ে থাকে।
সুতরাং এ থেকে পরিলক্ষিত হয় যে, ফ্রিহুইল ডায়োড বা ফ্লাইব্যাক ডায়োড ইন্ডাক্টিভ লোডে আবেশিত হাই রিভার্স ভোল্টেজকে শর্ট করে সার্কিটের অন্যান্য কম্পনেন্টকে রক্ষা করে।
উদাহরণ হিসেবে নিচের সার্কিটটি উপস্থাপন করা হলো:
কোন মন্তব্য নেই:
একটি মন্তব্য পোস্ট করুন