前言
在電路設計中,硬件工程師經常用三極管、限流電阻,繼電器來搭建一個繼電器開關電路,與此同時一般還會用一個二極管與繼電器線圈并聯,為什么要并聯這個二極管?并聯的這個二極管到底選擇普通二極管還是快恢復二極管,亦或是肖特基二極管呢?為什么有些電路中繼電器兩端又沒有并聯二極管呢?關于這些問題,接下來就詳細聊聊。
為什么需要并聯二極管?
繼電器的線圈是一個電感器,當線圈上的電流突然減小或中斷時,電感器通過產生極性與電源電壓相反方向的非常大的感應電壓來抵抗電流下降,該電壓在電感器下端為正極,在電感器上端為負極。這個電壓的大小和線圈電壓的關斷速度以及線圈感量的大小有關,一般比電源電壓會大得多,會達到上百伏,這么高的反向電壓會超過三極管的VCEO,從而損壞三極管。
通過在線圈兩端并聯一個二極管,線圈兩端的感應電壓使二極管正向偏置,二極管傳導電流,限制了線圈兩端的電壓,線圈和二極管瞬間形成放電回路。此時線圈兩端的電壓就等于二極管的正向導通電壓,約為0.7V左右,從而避免了高的反向電壓損壞三極管的問題。
選什么類型的二極管?
當二極管由正向導通狀態向截止狀態轉變時,二極管并不會立馬變成截止狀態,而是首先要釋放內部存儲的電荷,在此期間電流會有電流反向流過二極管,這個放電時間被稱為反向恢復時間。一般而言,反向恢復時間:普通二極管<快恢復二極管<肖特基二極管。
并聯的這個二極管到底選擇普通二極管還是快恢復二極管,亦或是肖特基二極管呢?因為這三者的價格是不一樣的,會影響我們的方案成本的,選擇哪種二極管主要的考慮因素是我們對于二極管的反向恢復時間到底有沒有要求。如果繼電器不存在PWM控制,我們只是用繼電器實現常態開或者常態關,那么此時反向恢復時間影響不大,我們可以選擇成本最低的普通二極管即可。如果繼電器以PWM模式進行開關工作,如果二極管的反向恢復時間過大,以至于繼電器線圈在導通時,二極管還沒有反向截止,那么繼電器就無法正常工作,此時我們就需要選擇反向恢復時間更短的二極管才行。
什么時候不用并聯二極管?
有些繼電器會內置用于浪涌吸收的二極管,此時就不需要我們在外部添加了,這個時候一定要注意繼電器的極性,不然接反了,你的繼電器就沒辦法吸合咯。