继电器线圈并联二极管的核心作用

继电器线圈并联二极管(续流/飞轮二极管),其核心目的在于抑制断电时产生的反向感应电动势,防止驱动电路受损,这是电子电路设计中的基础保护措施。
继电器线圈属于电感器,其核心特性为“电流不能突变”,类似于水流具有惯性。通电时,线圈会产生反向电动势以阻碍电流增加,不过持续时间较短,影响可忽略不计;而断电瞬间才是关键所在——电流急剧减小,依据法拉第电磁感应定律,线圈会产生高达工作电压数倍乃至十几倍的反向电压。若不加以处理,该反向电压会直接击穿驱动开关管(如三极管、MOSFET),还会通过高频谐波干扰MCU、模拟电路,进而导致系统误动作。
二极管的保护逻辑分为三步:通电时,二极管反向偏置,处于断路状态,不影响电路正常运行;断电瞬间,反向电动势使二极管正向偏置,瞬间导通;为感应电流提供“线圈→二极管→线圈”的低阻抗泄放回路,电流以热量形式缓慢消耗,同时将开关管两端电压钳位在约0.7V(硅管),避免其遭受高压冲击。

此方案成本低廉且保护效果良好,但会使继电器释放延迟几毫秒(因为电流衰减较慢)。若需要更快的切换速度,可选用“二极管 + 稳压管”(加快衰减)、RC缓冲电路(适用于交流继电器)或TVS管(应对快速瞬变)等变体方案。总之,给继电器线圈并联二极管,是为感性负载能量提供安全的泄放路径,是电子设计必须遵循的准则。