電感接通直流電斷開瞬間產生反向電動勢趨利的方法

1、日光燈鎮流器啟動時利用電磁感應電動勢

我們先舉一個朋友們都非常熟悉的日光燈啟動電路圖，我們開啟開關時會發現它要延遲一兩秒時間才能點亮燈管，其啟動原理圖如下所示。下面我們結合電路圖說說它是如何利用反向電動勢點亮燈管的，在開關閉合的時候電壓透過燈管的燈絲和鎮流器繞組3、4端串聯起來加在啟輝器兩端，啟輝器會加熱導致觸點接觸，然後冷卻其觸點斷開。在觸點斷開的瞬間在鎮流器線圈上電流急劇減小，就會產生很高的感應電動勢（大約上千伏之高），這個很高的感應電動勢與電源電壓疊加在一起來點亮燈管，這就是感應電動勢的有用之處。

2、簡單振盪升壓電路（焦耳小偷）利用了感應電動勢

在上電瞬間三極體BJT基極透過電阻R獲得一定壓降而導通，這時電感線圈L1由於三極體的導通有電流流過，又由於同名端的關係在左邊L1線圈會產生一個感應電動勢其極性是上負下正，使得三極體BJT立即飽和導通；再看右邊線圈L2根據同名端判斷就會產生一個上正下負的感應電動勢會使三極體BJT迅速截止；當三極體BJT截止的時候，在電路圖右側L2線圈產生的感應電動勢為上負下正與電池串聯給發光二極體供電，這樣就會得出一個比電池高出許多電壓的電動勢，這樣就可以驅動發光二極體了；當線圈L2中儲存的磁場能消耗完後又重複到上面的過程，因此三極體BJT就會在導通和截止之間快速轉換。

總之透過電路的正反饋和負反饋的作用會使右側線圈L2產生的感應電動勢一會兒上正下負一會兒上負下正，當三極體BJT飽和導通時，發光二極體兩端就會被限制在Uces這個電壓間，這個電壓越小越好其線圈儲存能量就越高。當三極體截止的時候，右側線圈L2所產生的感應電動勢會與電池串聯對發光二極體進行供電這時線圈L2就會釋放能量。其電路工作原理圖如上圖所示的那樣。

3、黑白電視機中的行輸出變壓器利用了行回掃逆程反向電動勢的高壓

比如我們小時候經常看的黑白電視機，在這種電視機中所用到的行輸出變壓器電路中所產生的陽極高壓就是利用了掃描產生的回掃反向電動勢逆程高壓來完成行場的掃描工作的。

在行掃描正程時候行輸出管導通，行輸出變壓器所產生的電壓會對線圈充電；在掃描的逆程時候，行輸出三極體就會截止由於電感的作用會產生高峰反向電壓，進而完成一個完整的掃描週期。

4、汽車點火控制器也是藉助線圈產生很高反向電動勢進行點火工作過程的

汽車點火系統能夠定時給火花塞較高的電壓，一般是由微處理器定時發出一系電脈衝來控制點火器驅動三極體，當控制微處理器發出高電平時點火器驅動三極體會飽和導通，這時會給點火器初級線圈就會因三極體的導通而儲存能量；當控制微處理器發出低電平時點火器驅動三極體就會截止。這時候點火線圈次級就會感應出很高的電壓，其電壓值大約有一萬多伏再與12V疊加一起去擊穿火花塞的電極使火花塞跳火從而點燃汽車的燃料混合物使汽車發動機發動起來。

5、開關電源利用斷開瞬間由脈衝變壓器初級線圈產生的電動勢來完成反激過程

開關電源就是利用斷開瞬間產生的電動勢來完成反激過程，其原理就是利用電感中的電流不能突變並會產生反向電動勢，例如當開關管Q1截止時高管脈衝變壓器初級繞組的電流被切斷，變壓器中的磁場能量透過脈衝變壓器次級繞組和和整流二極體向輸出端輸送電壓，Q1關斷後的電壓為：u=（300+N1*Uo/N2）V。

電感接通直流電斷開瞬間產生反向電動勢避害的方法

對於三極體來控制微型繼電器，在三極體9013截止時就會在繼電器上產生一個下正上負的電動勢，我們必須透過一定的途徑把這個能量放洩掉，因此我們可以在繼電器線圈上反並聯一個二極體；如果是交流電的話還可以用RC阻容電路來放洩這些能量，這樣三極體才能安全

電感線圈接通直流電，斷開的瞬間產生的反向電動勢在各種DC-DC升壓電路中很有用，這類升壓電路毋須升壓變壓器，利用一個電感線圈即可升壓，就是靠電感線圈產生的反向電動勢來升高電壓的。DC-DC升壓電路的升壓原理如下圖所示。▲ DC-DC升壓電路的工作原理。

上圖所示的DC-DC升壓電路可以將輸入端的3V直流電壓變為較高的直流電壓，圖中的L為電感線圈，三極體VT作為電子開關，工作於開關狀態，其導通與截止受Vin端輸入的PWM訊號（該訊號由PWM電路產生）控制，VD為肖特基二極體，用於高頻整流。

該電路工作時，三極體VT輸入端的PWM訊號若是高電平，則VT導通，3V的直流電源透過VT的集電極-發射極對電感L充電蓄能；當PWM訊號為低電平時，VT截止，此時相當於電感線圈L斷電，L兩端會產生一個“左負右正”的反向感生電壓，該電壓的幅度可數倍於輸入端的3V電壓，這個感生電壓與輸入端的3V電壓疊加後透過VD對電容C充電，這樣在Vout端便可以獲得高於3V的直流電壓。▲ 電感線圈。

實際中的DC-DC升壓電路為了穩定輸出電壓，一般透過控制PWM訊號的脈衝寬度來調節輸出電壓，PWM訊號的脈衝寬度不同時，三極體VT的導通與截止時間也不同，這樣即可穩定輸出電壓。

感性負載在電流切斷的瞬間會產生反向電動勢，一般情況下這個反向電動勢都是有害的。比如繼電器的線圈在切斷瞬間所產生的感應電動勢可能會將三極體擊穿，為了防止這種情況，會線上圈的兩端加一個反向並聯的續流二極體，將反向感應電動勢洩放掉防止三極體被擊穿。這個反向電動勢就被浪費掉了。三極體驅動繼電器如下圖所示。

那麼電感所產生的反向電動勢能利用起來嗎？也能利用，比較典型的例子就是DC/DC類升壓電路和降壓電路的拓撲結構，這類電源電路都用到了電感。下面來介紹一下在電源電路中電感是如何利用反向電動勢的。以降壓電路為例。如下圖所示，是降壓電路的拓撲結構。

DC/DC類電源都是具有開關頻率的，如180KHz，這是指功率開關器件的導通和關斷頻率，下面分別看功率器件在導通和切斷時的電路狀態。

功率開關器件在導通時電路的狀態

如下圖所示。

導通時，電流流向電感，電感儲能的同時，電流給電容充電，並供給負載，此時二極體處於截止狀態。電流的流向為電源正→功率器件→電感→負載→電源負。

功率開關器件在截止時電路的狀態

功率開關在截止時，流過電感的電流突然切斷。由於電感具有阻礙電流變化的作用，所以會在電感上產生反向感應電動勢，電動勢的方向左負右正。同時電感的儲能和電容的儲能給負載供電，並且二極體在反向感應電動勢的作用下處於導通狀態。如下圖所示。

此時，電感、負載和二極體構成迴路。

所以，在降壓電路中，利用了電感的反向感應電動勢。

電感斷開瞬間產生的反向電動勢可以用於設計電感式升壓電路

因為電感有著阻礙電流變化的特性，通電瞬間，電感會阻礙電流增大，斷電瞬間它又會阻礙電流減少。一般來說斷電瞬間產生反向電動勢會對驅動元件產生一定的衝擊，還可能擊穿驅動三極體。但反向電動勢也不是一無事處的，電感式升壓電路就需要利用反向電動勢來提升輸出電壓。

我們用三極體驅動繼電器時，三極體截止瞬間，繼電器的線圈會產生感應電流阻礙電流的消失，這種感應電流產生的反向電動會對三極體造成一定的衝擊，可能導致三極體擊穿。

我們一般給線圈並聯一個二極體，稱之為續流二極體，三極體截止瞬間，繼電器的線圈會產生的感應電流會透過二極體迴流到VCC，避免衝擊三極體。

在電感式升壓電路中，透過PWM控制器快速的開關MOS管來實現電壓的升高。

PWM控制器和MOS管可以等效為一個開關，當開關SW1閉合時，電感L1相當於對地短路，透過電感的電流會急劇增加，電感會把電場轉化為磁場，儲存起來。

當電流急劇增加後，斷開開關SW1，電感就會把儲存的磁場就會轉回電場，其實就是反向的電動勢了。感應產生的大電流透過肖特基二極體D1流到後端的電路，後端電路的電容就會儲存前面過來的大電流，經過多次的快速開關後，就可以實現電壓升高了。