【继电器为什么并联二极管】继电器一定要放二极管吗？怎么样才合适？

不久前，我的同事Jenny Liao编译了文章《简单修改电路，使600个产品起死回生！》，并将其发布在《EDN电子技术设计》网站上。可以说，内容本来没有问题的产品采用新版本的继电器后吸收出现了动摇的情况。(威廉莎士比亚，坦普林(Templin))后来，作家在继电器线圈上同时使用二极管解决了这个问题。

很好的句子，但是有一些不和谐的评论，“小白设计”，“没有继电器二极管就能找到工作吗？”“，等等。所以Jenny很疑惑，问为什么这么多人说这是小白设计。但是英语原文中没有出现这样的评论吗？(*译者注：译者注：译者注：译者注：译者注：译者注：译者注)

一开始，我的反应也是继电器半平行并联二极管，起到速流作用嘛。但是仔细看了那些外国人的评论后，我发现情况没有那么简单。下一个EDN将带大家了解具体情况。

没有二极管的情况下。

根据TE Connectivity的应用笔记《COIL Suppression CAN Reduce Relay Life》，典型的节拍式继电器在停电或停电后磁通下降，磁力低于弹簧力时，电枢开始断裂。如果电枢持续断裂，弹簧力会随着电枢位置减少，但相反的磁力会随着电枢位置和线圈电流衰减(两者都减少线圈磁通量)而减少。继电器线圈的电流中断时，其上方的磁剂量碰撞产生的瞬态感应电压可能达到数百或数千伏。如图1所示，在简单的串行开关电路中，线圈控制开关的两端重叠感应电压和电源电压。

图1:没有二极管的典型直流继电器是吸入和释放时线圈电压电流动态曲线。(图片来源：TE Connectivity)

增加通用二极管的优缺点

在当今的逻辑控制系统中，通常使用固态开关来控制直流线圈继电器，使用多种抑制技术来保护开关不受线圈断电检测电压的影响。这种技术通常通过对线圈进行分类来实现，以减少线圈电流突然中断导致线圈磁通崩溃。

一种非常常用的方法是以相反方向平行线圈的通用二极管，使用它来切断电源电压，形成半极性线圈感应电压和传导。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure，)这样就为通过线圈的电流提供了返回路径。这意味着，可以将线圈感应电压的振幅限制为二极管的正向压降，从而使线圈电流和磁通缓慢衰减(见图2)。

图2:添加二极管的典型直流继电器是吸入和释放时线圈电压电流动态曲线。(图片来源：TE Connectivity)

并行二极管最大限度地保护固态开关，但会对继电器的开关性能产生非常负面的影响。众所周知，强行打断铁的合力是磁力和弹簧力的差异，两者都会发生变化，根据时间和电枢位置改变合力。(威廉莎士比亚，磁力，磁力，力，力，力，力，力)就是因为这个合力，电铁和接触弹簧发生了转换，从而改变了系铁系统的速度和动量。

缓慢衰减的磁通使合力积分值变小。也就是说，电枢加速度打开缓慢，而只有线圈并联二极管的情况下，磁通衰减最慢。实际上，硬NO (NO)弹簧提供的开放力迅速减小，磁力缓慢衰减，可以在一段时间内反转力。在此期间，电枢速度减慢，停止，甚至暂时反转，使磁通量进一步衰退，最终弹簧能够以“返回”力为正数继续转换。

还有一点需要注意的是，在电力继电器的触点关闭后迅速上升(例如电阻)的过程中，如果将大电流负载连接到电压源，则匹配触点之间会出现小的熔化界面，从而导致微焊接或粘合状态，因此在下次断开连接时必须将其分离。

一般来说，在电枢动量的帮助下，合力可以完全克服这种“粘合力”，实现触点的转换。然而，电枢速度的下降甚至会由于反转(仅加二流二极管的条件)和电枢动量的减少而导致粘合断裂，并出现触点“焊接”现象。

最佳实践：“通用二极管稳定管”的串行组合旁路增加

线圈电流衰减得越快，磁力减少得越快，因此电枢动量和触点粘合的“分离能力”就越大。

显然，这最好不用抑制。但是，如果将通用二极管连接到稳压二极管上，则可以接近最佳衰减率。线圈电源中断时，线圈电流通过这种串联组合旁路速流继续，该串联组合旁路速流保持与稳定压力管道的电压(增加二极管正向压降)相同的电压，直到线圈能量耗尽为止，如图3所示。

图3:添加二极管和24V稳定管的典型直线

流继电器，其在吸合与释放时的线圈电压电流动态曲线。（图片来源：TE Connectivity）

可选择合适的稳压电压值，将线圈开关电压限制在开关额定值可接受的水平。这就为线圈开关保护和继电器开关性能提供了最佳折衷方案。应采用这种方法来确保最高的继电器性能和可靠性，同时为控制电路提供对线圈感应电压的保护。

最后，此文指出，一般业界都会在无线圈抑制情况下对继电器进行测试，然后建立额定性能。当应用条件要求对线圈感应电压进行抑制时，建议使用待用抑制条件来评估继电器的性能。

替代方案：并联双向TVS二极管

同时，EDN也向Littelfuse的技术专家杜尧生进行了请教。他告诉EDN，为继电器线圈增加一个反并联二极管的情况不太多。其原因是它主要是为了吸收反电动势，如果是加二极管的话，反电动势马上就会形成短路状态，这时电流会很大，就容易把线圈给烧毁了。一般，Littelfuse是采用双向TVS管旁路来把这个脉冲给吸收掉。TVS管是一种钳位型器件，它可以只吸收脉冲，而不会造成整个短路的情况。

图4：采用双向TVS保护最简单有效，这样就可以只用一个器件实现单向TVS+稳压管两个器件的功能。（Littelfuse杜尧生供图）

同时，他补充说，这也要看情况，主要是看两点：吸合时能量的大小，以及断开时反电动势的大小——只要控制器件能承受这两个条件就不用加。还有种方法是加RC吸收回路来吸收掉这个能量。