续流二极管作用及工作原理

Posted 2020-10-25 mrl杨

       续流二极管（flyback diode），有时也称为飞轮二极管或是snubber二极管，是一种配合电感性负载使用的二极管，当电感性负载的电流有突然的变化或减少时，电感二端会产生突波电压，可能会破坏其他元件。配合续流二极管时，其电流可以较平缓的变化，避免突波电压的发生。

       

续流二极管作用及工作原理
续流二极管都是并联在线圈的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。当电流
消失时，其感应电动势会对电路中的原件产生反向电压。当反向电压高于原件的反向击穿电压时，
会把原件如三极管，等造成损坏。续流二极管并联在线两端，当流过线圈中的电流消失时，线圈产
生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉。丛而保护了电路中的其它原件的安全。
在电路中反向并联在继电器或电感线圈的两端，当电感线圈断电时其两端的电动势并不立即消
失，此时残余电动势通过一个二极管释放，起这种作用的二极管叫续流二极管。其实还是个二极管
只不过它在这起续流作用而以，例如在继电器线圈两端反向接的那个二极管或单向可控硅两端反向
接一个二极管。

为什么要反向接个二极管呢？
因为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，所以当他吸合的时候存储
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断电但是线圈里有磁场这时将产生反向电
动势电压可高达1000V 以上很容易击穿推动三极管或其他电路元件，这是由于二极管的接入正好和
反向电动势方向一致把反向电势通过续流二极管以电流的形式中和掉从而保护了其他电路元器件，
因此它一般是开关速度比较快的二极管，象可控硅电路一样因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原理和继电器一样的。在显示器上也用到一般用
在消磁继电器的线圈上。
经常和储能元件一起使用，防止电压电流突变，提供通路。电感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。
一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管就可以了，用来把线圈产生的反向电势释放掉！

在图3 中KR 在VT 导通时，上面电压为上正下负，电流方向由上向下。在VT 关断时会，KR
中电流突然中断，会产生感应电势，其方向是力图保持电流不变，即总想保持KR 电流方向为由下
至下。这个感应电势与电源电压迭加后加在ＶＴ两端，容易使ＶＴ出穿。为此加上ＶＤ，将ＫＲ产
生的感应电势短路掉，电注是你所说的“顺时针方向在二极管和继电器所的小回路里面流动”，从而
保护ＶＴ。图２中的Ｒ、Ｃ也是利用Ｃ上电压不能突变的原理，来吸收感应电势。可见“续流二极
管”并不是一个实质的元件，它只不过在电路中起到的作用称做“续流”。

续流二极管在正激开关电源的作用？
在正激开关电源中，当MOS 关断的时候，变压器副边靠电感中储存的能量对外提供电流。
为使电感在有负载时发挥这种作用，在变压器的副边增加续流二极管。当MOS 关断时，电感，
负载和续流二极管会产生通路，将电感中的能量对外传递。
只有在有外负载的情况下，续流二极管中采用电流流过

变流技术中，续流二极管在电路里起什么作用？
在电子变流电路中，整流部分单相桥式整流是实际应用最多的单相整流电路。而三相桥式整流
是电力系统特别是发电机励磁系统应用最多的方式。这两种电路都要接入续流二极管。其作用大致
是一样的，以单相桥式电路为例说明：当可控整流桥接入感性负载时，由于电感电流不能突变，在
可控硅关断期内，必须在负载两端接入续流二极管以保持电感电流的通路，以防止可控硅关断时在
电感负载两端产生危险的过电压和可控硅能够换相导通。
然而发电机励磁系统应用较多的三相桥式整流电路有三相半控桥与三相全控桥电路之分。因此为了
保证整流元件可靠换流，半控桥需要在感性负载两端并联续流二极管，而全控桥不需要这样做。当
导通角改变时，半控桥的平均电压和线电流的变化较全控桥慢。
在现如今使用较多的如变频器等设备中包含有整流和逆变等变流电路，其中用到的续流二极管，
一般都是在变频器内部的直流母线上加续流二极管，那是因为如果负载是电感元件时当母线上大容
量的逆变器发生故障时，直流母线上会产生巨大的反向浪涌能量，此时,我们需要给这些能量提供一
个泻放通道,否则巨大的能量将击穿或烧毁小逆变器. 而这个通道就需要二极管来构成,故应为续流
二极管.

单向半波可控整流电路带大电感负载时,为什么必须加续流二极管？
单向半波可控整流带大电感负载，在负半周可控硅截止时，电感负载会产生很高的反向感应电
动势，此反向电动势足以使可控硅击穿烧毁，加续流二极管后可使反向电动势泄放为二极管的正向
压降（约0.7v），从而有效保护可控硅
续流二极管二极管的供应商通常是指反向并联在电感线圈,继电器继电器的供应商,可控硅可控
硅的供应商等储能元件两端,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.续流二极管由于在电路中起到续流的作用而得名，一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管来
作为续流二极管。

续流二极管的简介
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开关的供应商来用，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。

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
势与电源电源的供应商电压迭加后加在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。

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！
在开关电源开关电源的供应商中，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。

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。

续流二极管的注意事项
续流二极管通常应用在开关电源、继电器电路、可控硅电路、IGBTIGBT 的供应商等电路中，
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。