电感电路突然断开，会发生什么？_电感不续流会怎样

创作时间:

作者:

@小白创作中心

电感电路突然断开，会发生什么？_电感不续流会怎样

引用

来源

https://www.wpsshop.cn/w/%E7%A5%9E%E5%A5%87cpp/article/detail/900778

当电路中的电感突然断开时，会发生什么？这个问题在电子工程领域非常重要，因为它关系到电路的稳定性和安全性。本文将从电感的基本特性出发，通过电路仿真验证其断开时的电压变化，并详细介绍在实际应用中可能出现的问题及相应的解决方案。

一、电感特性

开关闭合时电流从直流电压源正端流出，在此导通期间，图中电感上端电压高于其下端电压。此后，开关断开，输入直流电压源与电感断开，电流要保持连续，且与原方向保持一致，因此在开关关断期间，可将电感视为一个电压源，维持电流连续。因此，图中用灰线在电感两端标示了一假想电压源（电池模型），其极性符合电流从电压源正极流出的规则。这使电感下端高于其上端电压。可见，为维持电流连续，电感电压需发生反向。

二、电路仿真验证

用TINA软件进行如下仿真，用一个NMOS管代替开关模块，给NMOS管的控制信号栅极一个0-6v的方波信号，来控制NMOS管的开通与关闭。当开关突然断开时，观察电感左右两侧的电压变化情况。

VF1: 电感右侧电压，开关断开时，为保持电流连续，所以电感产生一个反向电动势，极性为左负右正。所以电感右侧电压VF1电压要高于左侧电压，进行震荡，然后最后稳定于DC电压10V水平。从仿真图可知最大为17.7V，最小为1.53V。

整体仿真结果如下图所示：

2. 更换电感和开关位置

开关在左侧，电感在右侧，当开关突然断开时，根据感应电动势方向可知，电感左侧VF2电压要小于右侧，右侧电压由于最后会减小到0V，所以电感左侧电压要变为负值才能满足其感应电动势方向。仿真图可以看到VF2电压最小值为-3.2V。电感右侧VF1会从10V降低到0V。

三、电感电路实际应用场景及解决方案

应用场景

在实际电感应用电路中，例如继电器开关，控制带有电感负载(马达)的通路时，当没有采取任何防护措施时，在继电器的触点位置会产生电火花，就是由于电感的感应电动势在开关位置处产生高压，空气被电离产生电弧。

触点在断开感性负载时，会产生感应电势，（有时断开瞬间电流会是正常值的10倍以上）或是较大电流断开时，空气会被电离产生电弧，电弧的高温像电弧焊一样，会熔化电极触点，造成粘连，（直流电路更为严重）。

电弧的危害：1、损害触点 2、电路断开时间延长（某些场合不允许 ETS 跳机） 3、损伤人、设备

解决方案

1）电感负载两端并联二极管

开关闭合时，由于二极管单向导通特性，不会对主通路产生影响；

开关断开后，电感产生的感应电动势上负下正，通过并联的二极管泄放电压，来减少对开关的损伤。

对二极管选型要求：

The diode must be able to handle the initial current at turn off, which equals the steady-state current flowing through the inductor when the switch is closed. In addition, the voltage rating for the diode needs to handle the swing between positive- and negative-voltage levels. A rule of thumb(1) is to select a diode rated for at least the amount of current the inductor coil draws and at least twice the voltage rating of the operating voltage of the load.

此种方案的缺点是泄放感应电动势时间过长，所以可以采用Zener Diode并联在电感负载两侧，如下图所示，电感电流迅速消失。