續(xù)流二極管工作原理,作用介紹圖文-KIA MOS管

續(xù)流二極管（flyback diode），與普通二極管不同的是，在正向工作狀態(tài)下，它可充當(dāng)一個(gè)低電阻和高速電路；而在反向截止?fàn)顟B(tài)下，它則表現(xiàn)出較高的電壓耐受能力。

續(xù)流二極管是一種非常重要的電子元件，它用于直流電路中，主要的作用是控制電流的方向和大小。在使用感性器件的電路中常見續(xù)流二極管，如DC-DC電路、繼電器控制電路、蜂鳴器控制電路等。

續(xù)流二極管的作用

續(xù)流二極管經(jīng)常和儲(chǔ)能元件一起使用，防止電壓電流突變，提供通路。電感可以經(jīng)過它給負(fù)載提供持續(xù)的電流，以免負(fù)載電流突變，起到平滑電流的作用。

在開關(guān)電源中，就能見到一個(gè)由二極管和電阻串連起來構(gòu)成的的續(xù)流電路。這個(gè)電路與變壓器原邊并聯(lián)。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，續(xù)流電路可以釋放掉變壓器線圈中儲(chǔ)存的能量，防止感應(yīng)電壓過高，擊穿開關(guān)管。

一般選擇快速恢復(fù)二極管或者肖特基二極管就可以了，用來把線圈產(chǎn)生的反向電勢(shì)通過電流的形式消耗掉，可見“續(xù)流二極管”并不是一個(gè)實(shí)質(zhì)的元件，它只不過在電路中起到的作用稱做“續(xù)流”。

續(xù)流二極管實(shí)際工作原理

在穩(wěn)態(tài)下，開關(guān)將閉合很長時(shí)間，因此電感器完全通電并表現(xiàn)為短路:

現(xiàn)在電流是從正極端子流向電壓源的負(fù)極端子，通過電感。這時(shí)候，如果開關(guān)斷開，電感器將抵抗電流的突然下降。如果dI/dt很大，則電壓通過使用其存儲(chǔ)的磁場能量而變大,并在電感器上產(chǎn)生電壓。

這種情況下，之前有負(fù)電勢(shì)的地方會(huì)產(chǎn)生極大的正電勢(shì)，而之前有正電勢(shì)的地方會(huì)產(chǎn)生負(fù)電勢(shì)。由于開關(guān)處于打開狀態(tài)，因此沒有進(jìn)行物理連接以允許電流繼續(xù)流動(dòng)，由于打開開關(guān)的大電位差，就會(huì)在氣隙上產(chǎn)生電弧。

通過使用反續(xù)流二極管解決了這個(gè)問題。如下圖所示設(shè)計(jì)，直到能量通過電感器在導(dǎo)線中的損耗消散，以在連續(xù)環(huán)路、二極管和電阻器中從其汲取電流。

當(dāng)開關(guān)關(guān)閉電源時(shí)，二極管將反向偏置，并且出于實(shí)際目的在電路中不存在。然而，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，二極管相對(duì)于電感器變?yōu)檎蚱茫⒃试S在圓形回路中從電感器底部的正電位到頂部的負(fù)電位傳導(dǎo)電流。電感兩端的電壓將是續(xù)流二極管 正向壓降的函數(shù)。消散的總時(shí)間可能會(huì)有所不同,但會(huì)持續(xù)幾毫秒。

續(xù)流二極管基本.上連接在感應(yīng)線圈上,以防止在設(shè)備斷電的情況下出現(xiàn)電壓尖峰。當(dāng)給感性負(fù)載供電時(shí)會(huì)出現(xiàn)尖銳的電壓尖峰,即關(guān)閉線圈和其他電感器。然后，根據(jù)楞次定律，該電壓的方向?qū)⑴c施加的電壓相反。當(dāng)電流開始流動(dòng)并將能量存儲(chǔ)在線圈周圍的磁場中時(shí)，繼電器的線圈會(huì)被磁充電。

如果電源中斷，線圈中的電流趨于減小，這種影響會(huì)導(dǎo)致電壓浪涌。感應(yīng)電壓將跨越連接到線圈的繼電器的觸點(diǎn)，產(chǎn)生火花和電弧時(shí)會(huì)影響觸點(diǎn)的壽命。

與此同時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)繼電器線圈的晶體管會(huì)因電壓尖峰而損壞電子元件。當(dāng)續(xù)流二極管反向偏置連接到電源電壓時(shí)，電壓尖峰將反向。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，就會(huì)通過二極管發(fā)生短路。這時(shí)電壓尖峰因此在線圈上短路，這將保護(hù)連接的電路。

根據(jù)等式V=Ldi/dt,感應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生電壓。當(dāng)電流突然降至零時(shí)，di/dt的值會(huì)很大， 從而導(dǎo)致“感應(yīng)瞬間”電壓。這導(dǎo)致?lián)p壞其他組件。而續(xù)流二極管將為感應(yīng)電流提供流動(dòng)路徑。 也就是說，關(guān)斷時(shí)通過二極管/電感組合的電流將等 于關(guān)斷前流過的電流。

斷開時(shí)電流衰減指數(shù)I= imax(1-exp(-L/R)

lmax=初始電流、L =電感、R =電路的等效串聯(lián)電阻

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