1、續流二極管的概述
續流二極管通常是指反向并聯(lián)在電感線(xiàn)圈、繼電器、可控硅等儲能元件兩端,在電路中電壓或電流出現突變時(shí),對電路中其它元件起保護作用的二極管。
以電感線(xiàn)圈為例,當線(xiàn)圈中有電流通過(guò)時(shí),其兩端會(huì )有感應電動(dòng)勢產(chǎn)生。當電流消失時(shí),其感應電動(dòng)勢會(huì )對電路中的元件產(chǎn)生反向電壓。當反向電壓高于元件的反向擊穿電壓時(shí),會(huì )把元件如三極管等燒壞。如果在線(xiàn)圈兩端反向并聯(lián)一個(gè)二極管(有時(shí)候會(huì )串接一個(gè)電阻),當流過(guò)線(xiàn)圈中的電流消失時(shí),線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢就會(huì )通過(guò)二極管和線(xiàn)圈構成的回路消耗掉,從而保證電路中的其它元件的安全。
對于繼電器而言,由于繼電器的線(xiàn)圈是一個(gè)很大的電感,它能以磁場(chǎng)的形式儲存電能,所以當它吸合的時(shí)候會(huì )存儲大量的磁場(chǎng)。當控制繼電器的三極管由導通變?yōu)榻刂習r(shí),線(xiàn)圈就會(huì )斷電,但此時(shí)線(xiàn)圈里磁場(chǎng)并未立即消失,該磁場(chǎng)將產(chǎn)生反向電動(dòng)勢,其電壓可高達1000v,這樣的高壓很容易擊穿如三極管或其它電路元件。如果我們在繼電器兩端反向并聯(lián)一個(gè)二極管(對于繼電器,通常會(huì )在續流二極管上串接一個(gè)電阻以防止回路電流過(guò)高),由于該二極管的接入正好和反向電動(dòng)勢方向一致,這樣就可以把反向電動(dòng)勢以電流的形式消耗掉,從而達到保護其它電路元器件的目的。
對于可控硅電路,由于可控硅一般當成一個(gè)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)來(lái)用,如果控制的是大電感負載,一樣會(huì )產(chǎn)生高壓反電動(dòng)勢,其原理和繼電器一樣。在顯示器上同樣也會(huì )用到續流二極管,一般是用在消磁繼電器的線(xiàn)圈上。
2、續流二極管的工作原理
上圖給出了續流二極管的典型應用電路,其中電阻R視情況決定是否需要。儲能元件在VT導通時(shí),電壓為上正下負,電流方向從上向下。當VT關(guān)斷時(shí),儲能元件中的電流突然中斷,此時(shí)會(huì )產(chǎn)生感應電勢,其方向是力圖保持電流不變,即總想保持儲能元件電流方向從上向下。這個(gè)感應電勢與電源電壓迭加后加在VT兩端,容易使VT擊穿,為此可以加上VD,這樣就可以將儲能元件產(chǎn)生的感應電勢短路掉,從而達到保護VT的目的。
3、續流二極管的作用
續流二極管通常和儲能元件一起使用,其作用是防止電路中電壓電流的突變,為反向電動(dòng)勢提供耗電通路。電感線(xiàn)圈可以經(jīng)過(guò)它給負載提供持續的電流,以免負載電流突變,起到平滑電流的作用!在開(kāi)關(guān)電源中,就能見(jiàn)到一個(gè)由二極管和電阻串連起來(lái)構成的的續流電路。這個(gè)電路與變壓器原邊并聯(lián)。當開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí),續流電路可以釋放掉變壓器線(xiàn)圈中儲存的能量,防止感應電壓過(guò)高,擊穿開(kāi)關(guān)管。
4、續流二極管的選型
一般選擇快速恢復二極管或者肖特基二極管,如FR254、FR255、FR256、FR257、1N5204、1N5205、1N5206、1N5207、1N5208、1N5404、1N5405、5406、5407、5408等。
5、續流二極管的應用注意事項
續流二極管通常應用在開(kāi)關(guān)電源、繼電器電路、可控硅電路、IGBT等電路中,其應用非常廣泛。在使用時(shí)應注意一下幾點(diǎn):
(1) 續流二極管是防止直流線(xiàn)圈斷電時(shí),產(chǎn)生自感電勢形成的高電壓對相關(guān)元器件造成損害的有效手段
(2) 續流二極管的極性不能接錯,否則將造成短路事故
(3) 續流二極管對直流電壓總是反接的,即二極管的負極接直流電的正極端
(4) 續流二極管是工作在正向導通狀態(tài),并非擊穿狀態(tài)或高速開(kāi)關(guān)狀態(tài)