三极管驱动继电器时,为何要在继电器线圈两端并联一个二极管?

雨在下


三极管驱动继电器时,一般都会在继电器线圈两端并联一个二极管,这个二极管是续流二极管,其作用是保护三极管。

我们来了解一下续流二极管的作用原理。

续流二极管在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。

如下图所示。

我们都知道,流经线圈的电流变化时,线圈会产生自激电压来抑制电流的变化,当线圈中的电流变化越快时,所产生的电压越高。上图中VD1是续流二极管,在三极管VT4导通时,继电器得电吸合,此时二极管VD1因为两端加的是反向偏压而截至,不影响电路工作。当三极管VT4由导通变为截止时,流经继电器线圈的电流将迅速变小,这时继电器的绕组线圈上就会感生出一个较大的自感电压。它因为与电源电压方向相同而叠加,然后加在三极管的集电极、发射极两极间。故很可能击穿三极管。而这个自感电压与电源电压之和对二极管VD1来说却是正向偏压,使二极管导通,形成环流,将继电器绕组上产生的感应电动势短路掉,使加到三极管上的电压基本上还是电源电压,保证了三极管的安全。续流二极管的最高反向工作电压应为电源电压的10倍,安装续流二极管时一定要注意二极管的极性不要接反,否则容易损坏三极管等驱动元件。


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三极管驱动继电器时,为何要在继电器线圈两端并联一个二极管?

答:并联在继电器线圈两端的二极管为续流二极管。其功能应用见下图。

上图为三极管驱动继电器电路图。

从图中可见继电器并联一支1N4148二极管,并且它是D的负极与Vcc相接,这个电路大家熟知Ⅴcc为工作电源的正极,D的单相导通特性在此充分发挥其功能。它在此电路中的学名称续流二极管。

续流二极管经常和储能元件一起使用,防止电压电流突变,(即三极管截止时继电器释放)给继电器电感线圈提供释放反向电流通路。

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通过电流的形式消耗掉,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”。

一些继电器制造商在出厂时就在继电器内部将二极管安装好了,如欧姆龙,常用于PLC控制电路中,非常方便,注意一点它在线圈两个端子标注了十 一号,接线时一定不能接错,否则续流二极管会烧坏。

希望对提问者和广大阅读者有一点帮助。文章中难免有语句不通、错别字、标点符号,请大家谅解。在此谢过大家。

知足常乐2017.11.22上海


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不请自来,谢谢!

要知道继电器是什么?

特别是电磁继电器!它的主要器件是线圈,一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。主要是利用线圈的电磁效应,来接触断开衔铁实现开关大电流的。

线圈通电断电,产生电磁效应。线圈就是个电感,通电后断电会产生很大的反电动势,而且电压很高,如果不增加二极管作为线圈的反向电动势的续流路径这里明白了吧,毫无疑问下面的那个三极管会因为过压而击穿损坏!

这里明白了吧,二极管主要是续流,限压用的!


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在继电器线圈两端并联一个二极管,正确的说法应该是称为“反相”二极管,当然作用就是用来保护驱动三极管不会被电感的反电动势击穿。

但在开关电源中就不是简单的保护作用了,在开关电源中,此二极管还用来提高电源效率,主要是将反电动势当做二次电源释放,次级有负电压输出的更有效。

在设计一些更加高效率开关电源时,此二极管会被场效应管取代,并设计有一个延时控制电路,用来精准释放反电动势来提高效率。


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继电器线圈可以等效为一个电阻和电感的串联,当驱动三极管截止时,线圈的电流由大到小变化,这个变化率乘以电感的值就是电感上的电压,由于电流变化率很大,这个电压加上电源电压就很高了,容易造成超过三极管的耐压,造成三极管的损坏,同时也会产生较大的电磁干扰,所以在线圈上并联二极管后,当三极管截止时,三极管的集电极电压最大也就是电压电压加上二极管的导体电压,线圈的电流经过二极管流通,形成回路,电流会逐渐减小,直到变为零,这样电流的变化率较小,对外的电磁辐射也变小,达到了最终目的。


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电感线圈有这样一个特点,当加在它两端的电压消失时,它会产生一个阻止消失的电压及反向的电压,这个电压往往很高,足以使线圈击穿。而继电器上并联的二极管正好能释放这个反向电压,所以还起到了保护继电器线圈不被击穿的作用。


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你们只说对了一半,让我这个高手解释给你们听:要击穿后面的管子,要高于电源电压才行。你这个继电器蓄的能量也就是电源电压,这么会击穿管子呢?听好:那是因为线圈在遇到电流减小时产生的电动势与电源电压串联形成2倍的电源电压而导致后面的管子击穿。明白了吗?同意的点赞!


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吸收线圈释放的反向电压。由于线圈是感性负载,所以,流过线圈的电流不能突变,由于,线圈内电流突变,会在两端产生高压,这时二极管就会导通吸收这个高压,从而保护其他线路不受影响。


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主流的叫法是续流二极管,其实我们只要知道它在这里有什么作用就可以了,具体怎么叫都不重要。三极管的作用是驱动继电器,集电极串联于继电器线圈,在这里等效于一个开关。二极管与继电器线圈相对于电源来讲是反向并联。由电感的特性我们知道在三极管截止的瞬间会产生一个下正上负的自感电动势。这个电动势通过二极管的单向导电性能送回电感的负极,从而达到保护三极管的作用。


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继电器实际上是电磁铁,围绕铁柱绕的铜线就是电感,在电感每次通断电时,在电感尾端有一电压停留,加上电源电压相加,等于两个电压值,此电压又刚好加在三极管的Ce极,使得三极管在双重电压下容易击穿和烧毀,如在继电器两端并上一反向二极管,相当于放电,于是起到保护三极管的作用。


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