中斷電感電流時儲存的能量釋放

電感（inductor）是一個繞在磁性材料上的導線線圈（coil），電感通以電流時產(chǎn)生磁場（magnetic field），磁場很懶，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。如果流過電感的電流恒定，電感就很高興，不用對電子流出任何力（force），此時的電感線圈就是普通導線。
如果我們想中斷電感中的電流，電感就會出力（電動勢，EMF），試圖維持其中電流。如果電感自身構(gòu)成回路，電路中又沒有電阻（resistance），那么理論上，電子流永遠在循環(huán)流動。但是，除非我們采用超導體，否則所有的導線都對電流有阻礙作用，最終電感電流將衰減（decay）為零，且電阻越大，衰減越快。不過，感抗（inductance）越大，衰減則越慢。如圖1所示。

一旦電流變?yōu)榱?，由于電感總是試圖阻礙電流變化，此時它又想維持電路電流為零。所以，當我們把電感接入電路中時，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。當電流不再增加而到達穩(wěn)態(tài)值后，電感又樂不可支了，不用再出力了！如圖2所示。

圖2 電感電路ON

當我們切斷電感中的電流時，電感又出力想維持穩(wěn)態(tài)電流值。如果此時電感與一個電阻相連，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，電感上會產(chǎn)生瞬時的高電壓。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。假如沒有提供釋放回路，電感電流就會自尋通道，比如，通過空氣釋放，通過開關(guān)觸點或者其他不應(yīng)導電的元件釋放。短時間的高電壓將對電路產(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)計時非常有用，但也意味著，在沒有準備好釋放通路時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EMF產(chǎn)生的瞬時高壓（數(shù)倍甚至數(shù)十倍于電源電壓）如果無處釋放，會對電路的其他元件造成損害，而如果提供釋放回路，又怎么能適時接通呢？即電感電路接通時，釋放回路不通，而電感電路斷開時釋放回路就接通。如圖4所示。

電阻是雙向?qū)щ姷模O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，為反向電動勢提供耗電通路。電感線圈可以經(jīng)過它給負載提供持續(xù)的電流，以免負載電流突變，起到平滑電流的作用！在開關(guān)電源中，就能見到一個由二極管和電阻串連起來構(gòu)成的的續(xù)流電路。這個電路與變壓器原邊并聯(lián)。當開關(guān)管關(guān)斷時，續(xù)流電路可以釋放掉變壓器線圈中儲存的能量。