Was ist eine Freilaufdiode und welche Funktion hat sie?

Eine Freilaufdiode wird bei Relais, Schützen und anderen Bauteilen mit Spulen eingesetzt, um Spannungsspitzen beim Abschalten zu verhindern und die angeschlossene Elektronik zu schützen. 

Wird die Spule eines Relais oder Schützes mit Strom beaufschlagt, baut sich ein Magnetfeld auf, durch das der Kontaktstößel bewegt wird und den Lastkontakt schließt (oder öffnet).

Beim Abschalten der Spule muss die in diesem Magnetfeld gespeicherte Energie abgebaut werden. Der Strom kann aufgrund der Trägheit der Induktivität jedoch nicht abrupt stoppen. Die Spule „versucht“ daher, den Stromfluss aufrechtzuerhalten, wodurch sich eine entgegengesetzt gepolte Spannung im Stromkreis aufbaut. Dieses als Rücklaufspannung bezeichnete Phänomen kann Kontakte beschädigen, Funken an Schaltern verursachen oder elektronische Bauteile wie Transistoren und Steuergeräte zerstören.

Eine Freilaufdiode, auch als Rücklaufdiode, Löschdiode oder Schutzdiode bezeichnet, wird parallel zur Relaisspule angeschlossen. Ihre Polung ist gegenläufig, das heißt: Sie sperrt im normalen Betrieb, lässt aber beim Abschalten den Rücklaufstrom in Gegenrichtung fließen. Die entstehende Spannung wird dabei auf die Durchlassspannung der Diode begrenzt. Der Strom erhält einen geschlossenen Umlaufweg durch Spule und Diode, über den die im Magnetfeld gespeicherte Energie langsam abgebaut wird.

Die hohe Spannungsspitze wird so verhindert, und Schalter- oder Relaiskontakte sowie elektronische Schaltungen werden zuverlässig geschützt.

Verlauf von Spannung und Strom an den Spulenkontakten

Hohe Rücklaufspannung an den Spulenkontakten ohne Freilaufdiode
Ohne Freilaufdiode: es baut sich eine hohe Rücklaufspannung auf
Hohe Rücklaufspannung an den Spulenkontakten mit Freilaufdiode
Mit Freilaufdiode: die Rücklaufspannung ist auf die Diodenspannung begrenzt