续流二极管作用及原理

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1、续流二极管的概述


续流二极管通常是指反向并联在电感线圈、继电器、可控硅等储能元件两端，在电路中电压或电流出现突变时，对电路中其它元件起保护作用的二极管。


以电感线圈为例，当线圈中有电流通过时，其两端会有感应电动势产生。当电流消失时，其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压。当反向电压高于元件的反向击穿电压时，会把元件如三极管等烧坏。如果在线圈两端反向并联一个二极管(有时候会串接一个电阻)，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势就会通过二极管和线圈构成的回路消耗掉，从而保证电路中的其它元件的安全。


对于继电器而言，由于继电器的线圈是一个很大的电感，它能以磁场的形式储存电能，所以当它吸合的时候会存储大量的磁场。当控制继电器的三极管由导通变为截至时，线圈就会断电，但此时线圈里磁场并未立即消失，该磁场将产生反向电动势，其电压可高达1000v，这样的高压很容易击穿如三极管或其它电路元件。如果我们在继电器两端反向并联一个二极管(对于继电器，通常会在续流二极管上串接一个电阻以防止回路电流过高)，由于该二极管的接入正好和反向电动势方向一致，这样就可以把反向电动势以电流的形式消耗掉，从而达到保护其它电路元器件的目的。


对于可控硅电路，由于可控硅一般当成一个触点开关来用，如果控制的是大电感负载，一样会产生高压反电动势，其原理和继电器一样。在显示器上同样也会用到续流二极管，一般是用在消磁继电器的线圈上。


2、续流二极管的工作原理





上图给出了续流二极管的典型应用电路，其中电阻R视情况决定是否需要。储能元件在VT导通时，电压为上正下负，电流方向从上向下。当VT关断时，储能元件中的电流突然中断，此时会产生感应电势，其方向是力图保持电流不变，即总想保持储能元件电流方向从上向下。这个感应电势与电源电压迭加后加在VT两端，容易使VT击穿，为此可以加上VD，这样就可以将储能元件产生的感应电势短路掉，从而达到保护VT的目的。


3、续流二极管的作用


续流二极管通常和储能元件一起使用，其作用是防止电路中电压电流的突变，为反向电动势提供耗电通路。电感线圈可以经过它给负载提供持续的电流，以免负载电流突变，起到平滑电流的作用！在开关电源中，就能见到一个由二极管和电阻串连起来构成的的续流电路。这个电路与变压器原边并联。当开关管关断时，续流电路可以释放掉变压器线圈中储存的能量，防止感应电压过高，击穿开关管。


4、续流二极管的选型


一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管，如FR254、FR255、FR256、FR257、1N5204、1N5205、1N5206、1N5207、1N5208、1N5404、1N5405、5406、5407、5408等。


5、续流二极管的应用注意事项


续流二极管通常应用在开关电源、继电器电路、可控硅电路、IGBT等电路中，其应用非常广泛。在使用时应注意一下几点：
(1) 续流二极管是防止直流线圈断电时，产生自感电势形成的高电压对相关元器件造成损害的有效手段
(2) 续流二极管的极性不能接错，否则将造成短路事故
(3) 续流二极管对直流电压总是反接的，即二极管的负极接直流电的正极端
(4) 续流二极管是工作在正向导通状态，并非击穿状态或高速开关状态