續(xù)流二極管(Freewheel/Flyback Diode)也稱為反激二極管，此外還有其它名稱，例如緩沖二極管、抑制二極管、捕獲二極管或換向二極管。
當(dāng)電源電流突然降低時，電感負載上出現(xiàn)突然的電壓尖峰時，這里使用捕捉二極管來消除反激，從而有助于電路免受損壞。續(xù)流二極管是簡化形式，其中電壓源通過開關(guān)連接到電感器。
續(xù)流二極管的設(shè)計
在下圖中，一個續(xù)流二極管放置在電感器上。理想的續(xù)流二極管將具有非常大的峰值正向電流，這有助于處理因燒壞二極管而產(chǎn)生的電壓瞬變，電感器的電源適用于反向擊穿電壓和低正向電壓降。電壓浪涌可能是電源電壓的10倍，具體取決于所涉及的設(shè)備和應(yīng)用。需要注意，不要低估通電電感器中包含的能量。
當(dāng)電源被移除和使用直流線圈繼電器時，續(xù)流二極管可能會導(dǎo)致觸點延遲下降。這是由于電流在二極管和繼電器線圈中不斷循環(huán)。觸點的打開至關(guān)重要，因為低阻值電阻與二極管串聯(lián)，這有助于更快地消耗線圈能量。
肖特基二極管經(jīng)常被應(yīng)用在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的反激二極管應(yīng)用中，因為它們的正向壓降最低，即0.2V。在電感器重新通電的情況下，它們也在反向偏置中快速響應(yīng)。這樣，在將能量從電感器轉(zhuǎn)移到電容器時，它消耗的能量會更少。
續(xù)流二極管工作原理
續(xù)流二極管的工作原理很簡單，這個分三個電路來說明，這將清楚地介紹它的實際工作原理。
在穩(wěn)態(tài)下，開關(guān)將閉合很長時間，因此電感器完全通電并表現(xiàn)為短路：
現(xiàn)在電流是從正極端子流向電壓源的負極端子，通過電感。這時候，如果開關(guān)斷開，電感器將抵抗電流的突然下降。如果dI/dt很大，則電壓通過使用其存儲的磁場能量而變大，并在電感器上產(chǎn)生電壓。
這種情況下，之前有負電勢的地方會產(chǎn)生極大的正電勢，而之前有正電勢的地方會產(chǎn)生負電勢。由于開關(guān)處于打開狀態(tài)，因此沒有進行物理連接以允許電流繼續(xù)流動，由于打開開關(guān)的大電位差，就會在氣隙上產(chǎn)生電弧。
現(xiàn)在通過使用反續(xù)流二極管解決了這個問題。如下圖所示設(shè)計，直到能量通過電感器在導(dǎo)線中的損耗消散，以在連續(xù)環(huán)路、二極管和電阻器中從其汲取電流。
當(dāng)開關(guān)關(guān)閉電源時，二極管將反向偏置，并且出于實際目的在電路中不存在。然而，當(dāng)開關(guān)斷開時，二極管相對于電感器變?yōu)檎蚱?，并允許在圓形回路中從電感器底部的正電位到頂部的負電位傳導(dǎo)電流。電感兩端的電壓將是續(xù)流二極管正向壓降的函數(shù)。消散的總時間可能會有所不同，但會持續(xù)幾毫秒。
續(xù)流二極管基本上連接在感應(yīng)線圈上，以防止在設(shè)備斷電的情況下出現(xiàn)電壓尖峰。當(dāng)給感性負載供電時會出現(xiàn)尖銳的電壓尖峰，即關(guān)閉線圈和其他電感器。然后，根據(jù)楞次定律，該電壓的方向?qū)⑴c施加的電壓相反。當(dāng)電流開始流動并將能量存儲在線圈周圍的磁場中時，繼電器的線圈會被磁充電。
如果電源中斷，線圈中的電流趨于減小，這種影響會導(dǎo)致電壓浪涌。感應(yīng)電壓將跨越連接到線圈的繼電器的觸點，產(chǎn)生火花和電弧時會影響觸點的壽命。
與此同時，可以驅(qū)動繼電器線圈的晶體管會因電壓尖峰而損壞電子元件。當(dāng)續(xù)流二極管反向偏置連接到電源電壓時，電壓尖峰將反向。當(dāng)這種情況發(fā)生時，就會通過二極管發(fā)生短路。這時電壓尖峰因此在線圈上短路，這將保護連接的電路。
根據(jù)等式V=Ldi/dt，感應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生電壓。當(dāng)電流突然降至零時，di/dt的值會很大，從而導(dǎo)致“感應(yīng)瞬間”電壓。這導(dǎo)致?lián)p壞其他組件。而續(xù)流二極管將為感應(yīng)電流提供流動路徑。也就是說，關(guān)斷時通過二極管/電感組合的電流將等于關(guān)斷前流過的電流。
斷開時電流衰減指數(shù)I = imax(1-exp(-L/R)
Imax=初始電流、L = 電感、R = 電路的等效串聯(lián)電阻
續(xù)流二極管主要原理
當(dāng)晶體管導(dǎo)通時，它將處于反向偏置并且不會存在于電路中。當(dāng)晶體管關(guān)閉時，續(xù)流二極管將正向偏置。續(xù)流二極管將使電感器以環(huán)路的形式從自身汲取電流，直到全部能量消散在導(dǎo)線和二極管中。
當(dāng)流向交流感應(yīng)電機的電流突然中斷時，電感器試圖通過反轉(zhuǎn)極性來保持增加電壓和電流。在沒有“續(xù)流二極管”的情況下，電壓可能會變得非常高，并可能損壞開關(guān)器件IGBT、晶閘管等。而如果帶有續(xù)流二極管，那么反向電流就可以流過二極管并消散。
當(dāng)單個開關(guān)與開關(guān)鐵芯或鐵氧體芯變壓器一起使用時，續(xù)流二極管將減慢電流變化的速率，并且不會將功率傳輸?shù)酱渭墏?cè)，并且當(dāng)電感器被開關(guān)裝置切換回時，很可能它會使核心飽和以通過大電流。在開關(guān)變壓器中，最好不要使用帶電機的續(xù)流二極管來斷開它，當(dāng)需要良好的散熱器時，會耗散二極管本身的功率。
續(xù)流二極管應(yīng)用
當(dāng)感性負載被半導(dǎo)體器件關(guān)閉時，通常使用續(xù)流二極管，主要包括：
總結(jié)
以上就是關(guān)于續(xù)流二極管工作原理及其功能作用。其實，簡單來說，續(xù)流二極管就是一種配合電感性負載使用的二極管，當(dāng)電感性負載的電流有突然的變化或減少時，電感二端會產(chǎn)生突變電壓，可能會破壞其他元件。這時候如果配合續(xù)流二極管時，其電流可以較平緩地變化，避免瞬間電壓的發(fā)生。