Η δίοδος ελευθέρας ροής και η χρήση της στην προστασία του ηλεκτρικού κυκλώματος (flyback diode)

Παράδειγμα χρήσης διόδου ελευθέρας ροής.

Το πηνίο, όταν βρίσκεται υπό τάση, χαρακτηρίζεται ως αποθήκη ρεύματος, κατ' αντιστοιχία με τον πυκνωτή που χαρακτηρίζεται ως αποθήκη τάσης.
Όταν σε ένα κύκλωμα κοπεί η τάση τροφοδοσίας, ο πυκνωτής κρατάει την τάση, ενώ το πηνίο δεν έχει καμία δυνατότητα να κρατήσει το ρεύμα για μελλοντική χρήση, γι' αυτό και το "διώχνει" όσο μπορεί πιο γρήγορα. "Σπρώχνει" τα ηλεκτρόνια προς την κατεύθυνση που πήγαιναν πριν την διακοπή δημιουργώντας υπέρταση, υψηλή τάση και πιθανόν διάσπαση του αέρα, ή του υλικού μόνωσης, στο σημείο της διακοπής.
Αποτελέσματα αυτού είναι η εμφάνιση σπινθήρων στο σημείο που έγινε η διακοπή της τροφοδοσίας, π.χ. στον διακόπτη, στην επαφή του ρελέ η και αλλού. Αν ο έλεγχος της διακοπής πραγματοποιείται από τρανζίστορ, όπως μπορεί να είναι η έξοδος από ένα P.L.C. τα πράγματα είναι ακόμα πιο δύσκολα αν δεν έχει γίνει καλός υπολογισμός-σχεδιασμός και δεν υπάρχουν τα κατάλληλα φίλτρα που θα αποτρέψουν την καταστροφή του.

Το ρελέ, κυρίως το μεγάλο, που προορίζεται για μεγάλα φορτία, η ηλεκτροβαλβίδα, ένα μοτέρ συνεχούς ρεύματος, είναι παραδείγματα πηνίων που μπορεί να προκαλέσουν τέτοια φαινόμενα.

Ένας πολύ καλός τρόπος προστασίας από αυτό το φαινόμενο, μόνο όταν η τροφοδοσία είναι από συνεχή, DC τάση, είναι η σύνδεση, παράλληλα στο πηνίο, μίας διόδου που θα αφήσει το ρεύμα να περάσει μέσα από το ίδιο το πηνίο μόνο κατά την διάρκεια της διακοπής, προστατεύοντας έτσι το υπόλοιπο κύκλωμα. Το ρεύμα θα έχει "ελεύθερη ροή", χωρίς αντίσταση, εξ΄ ου και ο χαρακτηρισμός δίοδος ελευθέρας ροής. Είναι μια κοινή δίοδος που ο τρόπος λειτουργίας στο κύκλωμα και η σύνδεσή της την χαρακτηρίζουν ως δίοδο ελευθέρας ροής.

Στο παράδειγμα του σχεδίου φαίνεται με βελάκι η κατεύθυνση που έχει το συνεχώς μειούμενο ρεύμα, από την στιγμή της διακοπής και για ελάχιστο χρόνο, δέκατα του δευτερολέπτου, μέχρι τον μηδενισμό του.

Η σύνδεση της διόδου μπορεί να γίνει και μακριά από το πηνίο π.χ. στον πίνακα που δίνει την εντολή, αλλά καλό είναι να γίνεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο πηνίο.

Η δίοδος ελευθέρας ροής καθυστερεί, κατά κάποια κλάσματα του δευτερολέπτου, την απενεργοποίηση του πηνίου, ανάλογα και με το μέγεθος του.