電感（inductor）是一個(gè)繞在磁性材料上的導(dǎo)線線圈（coil），電感通以電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)（magnetic field），磁場(chǎng)很懶，不喜歡變化，結(jié)果呢，電感就成為阻礙其電流（current）變化的元件。

如果流過(guò)電感的電流恒定，電感就很高興，不用對(duì)電子流出任何力（force），此時(shí)的電感線圈就是普通導(dǎo)線。

如果我們想中斷電感中的電流，電感就會(huì)出力（電動(dòng)勢(shì)，EMF），試圖維持其中電流。如果電感自身構(gòu)成回路，電路中又沒(méi)有電阻（resistance），那么理論上，電子流永遠(yuǎn)在循環(huán)流動(dòng)。但是，除非我們采用超導(dǎo)體，否則所有的導(dǎo)線都對(duì)電流有阻礙作用，最終電感電流將衰減（decay）為零，且電阻越大，衰減越快。不過(guò)，感抗（inductance）越大，衰減則越慢。如圖1所示。

圖1 中斷電感電流時(shí)儲(chǔ)存的能量釋放

一旦電流變?yōu)榱?，由于電感總是試圖阻礙電流變化，此時(shí)它又想維持電路電流為零。

所以，當(dāng)我們把電感接入電路中時(shí)，電感馬上出力，試圖阻礙電流增加，但是電流還是慢慢在增加。電感感抗越大，電流增大的速度越慢。當(dāng)電流不再增加而到達(dá)穩(wěn)態(tài)值后，電感又樂(lè)不可支了，不用再出力了！如圖2所示。

圖2電感電路ON

當(dāng)我們切斷電感中的電流時(shí)，電感又出力想維持穩(wěn)態(tài)電流值。如果此時(shí)電感與一個(gè)電阻相連，則電阻兩端的電壓是其電阻值與電流的乘積。由于電感最大的本事就是阻止電流的突變，因此，不管電阻值是多少，在電路被切斷后的瞬間，電感中的電流與切斷前是一樣的。如果電阻值很大，則電流與電阻的乘積也非常大，結(jié)果，電感上會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的高電壓。如圖3所示。

圖3 電感電路OFF

由于電感中的電流不能突變，如果要切斷電感電路，我們總是需要提供電感電流釋放回路。假如沒(méi)有提供釋放回路，電感電流就會(huì)自尋通道，比如，通過(guò)空氣釋放，通過(guò)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)或者其他不應(yīng)導(dǎo)電的元件釋放。短時(shí)間的高電壓將對(duì)電路產(chǎn)生極大的破壞。

電感器能夠產(chǎn)生高電壓的能力在電源設(shè)計(jì)時(shí)非常有用，但也意味著，在沒(méi)有準(zhǔn)備好釋放通路時(shí)不可以隨便切斷電感電路。

續(xù)流二極管

從圖中可以看出斷電時(shí)EMF產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓（數(shù)倍甚至數(shù)十倍于電源電壓）如果無(wú)處釋放，會(huì)對(duì)電路的其他元件造成損害，而如果提供釋放回路，又怎么能適時(shí)接通呢？即電感電路接通時(shí)，釋放回路不通，而電感電路斷開(kāi)時(shí)釋放回路就接通。如圖4所示。

圖4釋放回路接通的時(shí)機(jī)

電阻是雙向?qū)щ姷?，而二極管就具有單向?qū)щ娞匦?。因此我們采用如圖5所示的電路，圖中并聯(lián)在電感兩端的二極管稱為續(xù)流二極管（flyback diode或flywheel diode）。

圖5續(xù)流二極管電路

續(xù)流二極管的作用

續(xù)流二極管通常和儲(chǔ)能元件一起使用，其作用是防止電路中電壓電流的突變，為反向電動(dòng)勢(shì)提供耗電通路。電感線圈可以經(jīng)過(guò)它給負(fù)載提供持續(xù)的電流，以免負(fù)載電流突變，起到平滑電流的作用！在開(kāi)關(guān)電源中，就能見(jiàn)到一個(gè)由二極管和電阻串連起來(lái)構(gòu)成的的續(xù)流電路。這個(gè)電路與變壓器原邊并聯(lián)。當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，續(xù)流電路可以釋放掉變壓器線圈中儲(chǔ)存的能量。

續(xù)流二極管工作原理圖

BUCK電路中續(xù)流二極管的選擇

BUCK電路圖

BUCK電路中一般選擇快速恢復(fù)二極管或者肖特基二極管來(lái)作為"續(xù)流二極管"，它在電路中一般用來(lái)保護(hù)元件不被感應(yīng)電壓擊穿或燒壞，以并聯(lián)的方式接到產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的元件兩端，并與其形成回路，使其產(chǎn)生的高電動(dòng)勢(shì)在回路以續(xù)電流方式消耗，從而起到保護(hù)電路中的元件不被損壞的作用。

理論上二極管選用至少2倍于最大電流，實(shí)際使用時(shí)，由于二極管的瞬間抗過(guò)載能力較強(qiáng)，使用最大電流50A的超快速二極管也行，加上合理的散熱片，實(shí)際使用中一般少有損壞。導(dǎo)通時(shí)的總阻抗是 電機(jī)內(nèi)阻+驅(qū)動(dòng)管等效內(nèi)阻。續(xù)流時(shí)的總阻抗是 電機(jī)內(nèi)阻+續(xù)流二極管等效內(nèi)阻。一般情況下，由于續(xù)流二極管的交流等效內(nèi)阻要比驅(qū)動(dòng)三極管的交流等效內(nèi)阻小。所以常規(guī)設(shè)計(jì)，一般續(xù)流二極管的最大電流，取二倍于電機(jī)最大電流。

瞬態(tài)電流只是一瞬間，面接觸型二極管的抗過(guò)載能力還是可以的，只要不過(guò)壓即可，必要時(shí)串個(gè)小阻值電阻進(jìn)行限流。續(xù)流二極管是為了保護(hù)開(kāi)關(guān)器件，續(xù)流時(shí)的瞬態(tài)電流跟電機(jī)的工作電壓和繞組內(nèi)阻有關(guān)，跟電機(jī)功率無(wú)關(guān)，真要計(jì)算的話，瞬態(tài)電流的峰值是反向自感電壓減去二極管結(jié)壓降再除以回路電阻。這里之所以還要用一定電流以上的二極管是因?yàn)榈蛪捍蠊β孰姍C(jī)的繞組內(nèi)阻較低，所以瞬態(tài)電流會(huì)比較大，串個(gè)小阻值電阻就可以抑制峰值電流，因此造成的開(kāi)關(guān)管瞬態(tài)加壓的些許上升因?yàn)楣ぷ麟妷罕緛?lái)就不高，所以根本不必?fù)?dān)心，現(xiàn)在的晶體管耐壓至少都在50V以上。