反激二极管——它的用途是什么？它是如何工作的？

二极管是用于正向传导电流的半导体元件。有时，二极管的这种特性（在正向偏置时显示低阻抗，在反向偏置时显示非常高的阻抗）为它们提供了将它们用作保护电路的优势。

同样的概念，当我们使用带感性负载的二极管来保护反激电压尖峰时，我们称它为反激二极管。在本文中，我们将详细讨论反激二极管的用途及其工作原理。

什么是反激二极管？

反激二极管也是一种简单的PN 结二极管，用于保护电路免受感性负载产生的反激电压的影响。电感因突然开关而产生的高压尖峰称为反激电压。

反激二极管的一些流行名称是续流二极管、缓冲二极管、抑制二极管、钳位二极管和换向二极管。

• 由于电感器的电磁感应和反电动势特性，会出现反激电压。
• 电感反冲是当电流因电路快速切换而中断时电感两端电压快速变化的过程。

反激二极管的应用

下面列出了使用反激二极管的一些主要应用和电路：

• 感性负载由开关控制的电路
• 开关电源和逆变器
• 继电器驱动器
• H 桥电机驱动器
• 全波整流器
• 晶闸管
• 在最小化来自连接到电感器的电线的电磁能量的类似天线的辐射

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反激二极管工作原理

电感器以磁场的形式储存能量。为了保持恒定的电流值，电感器始终会阻止通过它的电流发生任何变化。为此，它会按照电流变化的比例在其上感应出一个 EMF。

图 (a) 显示了一个连接到电感负载的闭合开关。当开关打开时（b），电感线圈的磁通量发生突然变化。磁通量的这种变化会在电感器中产生电动势，并且电压极性会反转。

由于电感器反对电流的变化，当开关打开时，电感器试图保持电流沿相同方向流动。由于打开的开关间隙充当非常大的空气电阻 (~MΩ)，这就是为什么要保持与以前相同的电流值，电感器会在开关两端产生非常高的电压，也称为反激电压。

这些反激电压尖峰的强度足以在开关设备（继电器、晶体管）中产生电火花或电弧，这可能会损坏开关或其他电路元件。因此，为了保护因反激电压火花引起的开关，我们使用与感性负载并联的反向偏置二极管（反激二极管）。

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反激二极管如何工作？

在下图中，我们可以看到一个反偏二极管并联在感性负载上。当电路中出现反激电压尖峰时，该二极管充当反激二极管。让我们看看它是如何工作的。

• 图(a)中，当开关接通时，二极管处于反向偏置状态，不允许电流通过；因此，二极管充当开路。
• 但在图(b)中，当开关断开时，电感的电压极性将反转。现在二极管变为正向偏置并使电流通过它。形成一个完整的环路，大部分反激电流在环路中耗散，而不是切换。

以这种方式，反激二极管有助于转移由于电感器的感应反电动势而产生的反激电流，并保护开关装置免受严重电火花的影响。

反激二极管的优点是什么？

反激二极管的优点如下：

• 它减少了谐波火花并保护电路免受反激电压尖峰的影响。
• 它增强了电路的负载电流。
• 它保护整流电路免受感性负载引起的极端反向电压的影响。
• 它可以提高反激式转换器电路中的输入功率因数。
• 它保持转换器电路中的平均输出电压和纹波分量。

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一些常见的常见问题解答

反激二极管和普通二极管一样吗？

是的，反激二极管与普通二极管相同。两者的工作原理相似，但各自的应用不同。反激二极管用于保护开关免受高压尖峰的影响，甚至它们的响应时间也比普通二极管快得多。

RC缓冲电路和缓冲二极管电路有什么区别吗？

是的，RC 缓冲电路和缓冲二极管电路之间存在差异。RC 缓冲电路使用与感性负载并联的电阻器和电容器的串联组合来阻止反激电压尖峰。

而缓冲二极管或反激二极管是一个简单的 pn 结二极管，用于代替 RC 缓冲器以防止开关产生反激电压。

汽车继电器有反激二极管吗？

汽车继电器可以带或不带反激式二极管一起使用。但最好用于汽车继电器电路，以提高安全性和预防性。

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