二極管保護的工作原理

二極管的範圍不限於整流器。事實上，這個領域非常廣泛。除其他外，二極管用於保護目的。例如，當電子設備以錯誤的極性錯誤地開啟時保護電子設備，防止各種電路的輸入過載，防止半導體開關因關閉電感負載時產生的自感應 EMF 脈衝而損壞等。名詞

為了保護數字和模擬微電路的輸入免受過壓影響，使用了兩個二極管的電路，它們以相反的方向連接到微電路的電源軌，二極管電路的中點連接到受保護的輸入。

如果在電路的輸入端施加正常電壓，則二極管處於閉合狀態，對微電路和整個電路的運行幾乎沒有影響。

但是，一旦受保護輸入的電位超過電源電壓，其中一個二極管將進入導通狀態並操縱該輸入，從而將允許的輸入電位限制為電源電壓加上正向壓降的值二極管。

此類電路有時會在其晶體的設計階段立即包含在集成微電路中，或者稍後在節點、塊或整個設備的開發階段放置在電路中。保護性雙二極管組件也以三端晶體管盒中現成的微電子元件的形式生產。

如果需要擴展保護電壓範圍，則二極管不是連接到具有電源電位的總線，而是連接到具有將提供所需允許範圍的其他電位的點。

長電纜有時會受到強大的干擾，例如雷擊。為了防止它們，可能需要更複雜的電路，不僅包含兩個二極管，還包含電阻器、限幅器、電容器和變阻器。

繼電器線圈、扼流圈、電磁鐵、電動機或磁力啟動器等感性負載斷開時，根據電磁感應定律，會產生自感電動勢脈衝。

如您所知，自感電動勢阻止電流通過任何電感減小，試圖以某種方式保持通過它的電流不變。但是在線圈電流源關閉的那一刻，電感的磁場必須在某處耗散其能量，其值為

所以，電感一旦關斷，它本身就變成了電壓和電流的來源，此時閉合的開關上會出現一個電壓，這個電壓值對開關來說是危險的。對於固態開關，這充滿了開關本身的損壞，因為能量會在非常高的開關功率下迅速消散。對於機械開關，後果可能是觸點產生火花和燃燒。

由於其簡單性，二極管保護非常普遍，可讓您保護與感性負載相互作用的各種開關。

為了保護帶有感性負載的開關，二極管與線圈並聯連接的方向是，當工作電流最初流過線圈時，二極管將被鎖定。但是一旦關閉線圈中的電流，就會產生自感電動勢，其極性與先前施加到電感的電壓相反。

這個自感電動勢解鎖二極管，現在之前通過電感的電流流過二極管，磁場能量在二極管或它所連接的淬火電路上耗散。這樣，撥動開關就不會因施加在其電極上的過大電壓而損壞。

當保護電路僅包括一個二極管時，線圈兩端的電壓將等於二極管兩端的正向壓降，即在 0.7 至 1.2 伏特的範圍內，具體取決於電流的大小。

但由於這種情況下二極管中的電壓很小，電流會緩慢下降，為了加快負載的關斷速度，可能需要使用更複雜的保護電路，其中不僅包括二極管，還有串聯二極管的齊納二極管，或帶電阻器或變阻器的二極管——一個完整的淬火電路。