三种二极管续流电路的工作原理

作者:cambrain     发布时间:2025-07-02     点击数:1    

电路控制继电器,变压器等感性负载时,为了降低其断开时产生的反向电动势对电路中重要器件的影响,需要提供续流回路。

续流回路有三种不同的情况,


第一种情况,线圈并联续流二极管,当线圈断开时,电流通过二极管流回到线圈。

_1_物联网全栈开发_来自小红书网页版.jpg

第二种情况,在续流二极管上串联电阻,以加快电流的衰减速度。

_2_物联网全栈开发_来自小红书网页版.jpg

第三种情况,即标准的RCD电路,在第二种情况的基础上,在电阻上并联电容,利用电容两端的电压不能突变的特性,解决串入电阻加速电流衰减但是又会增加反向电动势的矛盾。

_3_物联网全栈开发_来自小红书网页版.jpg

那么,我们在做设计时应该用哪一种续流电路呢?应该通过衰减时间和允许反向电动势的最大值来选择。衰减时间与整引续流电流的电感放电的时间常数有关。

对于第一种情况,放电回路为线圈的等效电感与线圈的直流电阻相串联。

以HF115F为例,等效电感大约为1mH,直流电阻为60Ω,放电时间常数L/R=1mH/60为15us,也就是15us之后,电流下降到吸合电流的0.36倍。

对于继电器,不需要快速的开关,这种衰减速度不会有不良的影响。

所以HF115F的继电器驱动,可使用第一种情况的电路,只需要一个续电二极管即可。

_4_物联网全栈开发_来自小红书网页版.jpg

对于可控硅触发的脉冲变压器的驱动,以KCB419/201S为例,要求到变压器次极得到脉宽为100us,周期为3.3ms的单触发脉冲。如果衰减过慢,导致脉宽太宽,可以会延误到下半个周期,导致调压完全异常。从规格书上可知,初级线圈的电感大概为2mH,电阻为28Ω,如果没有串联二极管,则放大时间常数为L/R=2mH/28=71us,与脉宽为同一数量级,会导致触发脉宽的严重加宽。因此,我们需要串入电阻R40,为了使得衰减的时间与正常脉宽相差一个甚至两个数量级。

L/R<10us,得到R>200Ω,我们选择了220Ω的电阻。但是,当线圈断开瞬间,电流不能突变,吸合电流约为0.43A,加入电阻R40之后,断开瞬间,驱动三极管集电极的反向电动势高达0.43*220+12=106V,超过了其能承受的电压,可能导致达林顿管被击穿。

最后,我们在电阻R40的两端并联电容,得到了经典的RCD吸收电路,利用电容两端电压不能突变的特性,降低反向电动势。对于RCD电路的器件参数取值,根据从电感转移到电容的能量导致的电压升高,该升高的电压必须要小于集电极能承受的电压。以及转移到电容的电能,通过电阻的放电的时间要求等进行选择。