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电感接通直流电，断开瞬间可以产生反向电动势，这个电动势可以利用吗？

2024-03-28 09:11:55 文章来源 :网络 围观 : 次 评论

　　

电感接通直流电，断开瞬间可以产生反向电动势，这个电动势可以利用吗？

　　

电感接通直流电，断开瞬间可以产生反向电动势，这个电动势可以利用吗？

　　电感接通直流电，断开瞬间可以产生反向电动势，这个电动势可以利用吗？

　　这个反电动势是可以利用的，而且被利用的还比较早和广泛。

　　只举几个常见例子来说明一下。

　　我们以前常用的日光灯，高压它激式水银灯等都是靠起动器在断开镇流器时，产生的反电动势来起动的。

　　以前无晶体管年代，要将直流电升高并变成交流电的办法就是利用断续器的开关原理和反电动势来产生高压交流电的。还有汽车点火线圈等都利用了这个反电动势！

　　我曾用过振动子升压器将24V的电瓶升压为220V给四灯电子管收音机供电。当然现在简单多了，用晶体管逆变器就很方便了！

　　这个问题有意思值得研究的是；会不会大于1。输出的电能加上感生的反向电动势。输出会不会大于输入？会不会打破“能量守恒”定律？

　　焦耳小偷升压电路为什么几乎可以榨干一节干电池？焦耳小偷升压电路能产生的总能量，会不会大于所用到的这节干电池的容量？设定干电池电压下降到0.9V。用锗三极管电池电压会降的更低。榨的更干净一些。

　　电感线圈接通直流电，断开的瞬间产生的反向电动势在各种DC-DC升压电路中很有用，这类升压电路毋须升压变压器，利用一个电感线圈即可升压，就是靠电感线圈产生的反向电动势来升高电压的。DC-DC升压电路的升压原理如下图所示。

　　DC-DC升压电路的工作原理。

　　上图所示的DC-DC升压电路可以将输入端的3V直流电压变为较高的直流电压，图中的L为电感线圈，三极管VT作为电子开关，工作于开关状态，其导通与截止受Vin端输入的PWM信号（该信号由PWM电路产生）控制，VD为肖特基二极管，用于高频整流。

　　该电路工作时，三极管VT输入端的PWM信号若是高电平，则VT导通，3V的直流电源通过VT的集电极-发射极对电感L充电蓄能；当PWM信号为低电平时，VT截止，此时相当于电感线圈L断电，L两端会产生一个“左负右正”的反向感生电压，该电压的幅度可数倍于输入端的3V电压，这个感生电压与输入端的3V电压叠加后通过VD对电容C充电，这样在Vout端便可以获得高于3V的直流电压。

　　电感线圈。

　　实际中的DC-DC升压电路为了稳定输出电压，一般通过控制PWM信号的脉冲宽度来调节输出电压，PWM信号的脉冲宽度不同时，三极管VT的导通与截止时间也不同，这样即可稳定输出电压。

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　　因为电感有着阻碍电流变化的特性，通电瞬间，电感会阻碍电流增大，断电瞬间它又会阻碍电流减少。一般来说断电瞬间产生反向电动势会对驱动元件产生一定的冲击，还可能击穿驱动三极管。但反向电动势也不是一无事处的，电感式升压电路就需要利用反向电动势来提升输出电压。

　　我们用三极管驱动继电器时，三极管截止瞬间，继电器的线圈会产生感应电流阻碍电流的消失，这种感应电流产生的反向电动会对三极管造成一定的冲击，可能导致三极管击穿。

　　我们一般给线圈并联一个二极管，称之为续流二极管，三极管截止瞬间，继电器的线圈会产生的感应电流会通过二极管回流到VCC，避免冲击三极管。

　　在电感式升压电路中，通过PWM控制器快速的开关MOS管来实现电压的升高。

　　PWM控制器和MOS管可以等效为一个开关，当开关SW1闭合时，电感L1相当于对地短路，通过电感的电流会急剧增加，电感会把电场转化为磁场，储存起来。

　　当电流急剧增加后，断开开关SW1，电感就会把储存的磁场就会转回电场，其实就是反向的电动势了。感应产生的大电流通过肖特基二极管D1流到后端的电路，后端电路的电容就会储存前面过来的大电流，经过多次的快速开关后，就可以实现电压升高了。

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　　感性负载在电流切断的瞬间会产生反向电动势，一般情况下这个反向电动势都是有害的。比如继电器的线圈在切断瞬间所产生的感应电动势可能会将三极管击穿，为了防止这种情况，会在线圈的两端加一个反向并联的续流二极管，将反向感应电动势泄放掉防止三极管被击穿。这个反向电动势就被浪费掉了。三极管驱动继电器如下图所示。

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