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一个有温度的硬件工程师-文末有惊喜
不飞则已,一飞冲天;不鸣则已,一鸣惊人。
前言
在电路设计中,硬件工程师经常用三极管、限流电阻,继电器来搭建一个继电器开关电路,与此同时一般还会用一个二极管与继电器线圈并联,为什么要并联这个二极管?并联的这个二极管到底选择普通二极管还是快恢复二极管,亦或是肖特基二极管呢?为什么有些电路中继电器两端又没有并联二极管呢?关于这些问题,接下来就详细聊聊。
为什么需要并联二极管?
继电器的线圈是一个电感器,当线圈上的电流突然减小或中断时,电感器通过产生极性与电源电压相反方向的非常大的感应电压来抵抗电流下降,该电压在电感器下端为正极,在电感器上端为负极。这个电压的大小和线圈电压的关断速度以及线圈感量的大小有关,一般比电源电压会大得多,会达到上百伏,这么高的反向电压会超过三极管的VCEO,从而损坏三极管。
通过在线圈两端并联一个二极管,线圈两端的感应电压使二极管正向偏置,二极管传导电流,限制了线圈两端的电压,线圈和二极管瞬间形成放电回路。此时线圈两端的电压就等于二极管的正向导通电压,约为0.7V左右,从而避免了高的反向电压损坏三极管的问题。
选什么类型的二极管?
当二极管由正向导通状态向截止状态转变时,二极管并不会立马变成截止状态,而是首先要释放内部存储的电荷,在此期间电流会有电流反向流过二极管,这个放电时间被称为反向恢复时间。一般而言,反向恢复时间:普通二极管<快恢复二极管<肖特基二极管。
并联的这个二极管到底选择普通二极管还是快恢复二极管,亦或是肖特基二极管呢?因为这三者的价格是不一样的,会影响我们的方案成本的,选择哪种二极管主要的考虑因素是我们对于二极管的反向恢复时间到底有没有要求。如果继电器不存在PWM控制,我们只是用继电器实现常态开或者常态关,那么此时反向恢复时间影响不大,我们可以选择成本最低的普通二极管即可。如果继电器以PWM模式进行开关工作,如果二极管的反向恢复时间过大,以至于继电器线圈在导通时,二极管还没有反向截止,那么继电器就无法正常工作,此时我们就需要选择反向恢复时间更短的二极管才行。
什么时候不用并联二极管?
有些继电器会内置用于浪涌吸收的二极管,此时就不需要我们在外部添加了,这个时候一定要注意继电器的极性,不然接反了,你的继电器就没办法吸合咯。
重
要
通
知