二极管保护电路的工作原理

保护二极管（也称为安全二极管）是在电路中使用的二极管，用于保护电路免受反向电压和电流的侵害，反向电压和电流是沿通常或传统方式的相反方向流动的功率。

电流不是从电压源的正侧流到地，然后流到电压源的负侧，而是从电压源的负侧，通过地流到电压源的正侧，因此，实质上是反向。保护二极管用于阻止这种反向电流流动，这有助于保护电路中可能被反向电流损坏的组件。  

二极管是一种允许电流流经一个方向但不允许另一方向流过的器件，因此，它可以用于电路中，仅允许电流仅在正向流动，而在反向流动中阻止电流。当电路中的组件可能会因反向（错误）方向上流过的电流而严重损坏时，这特别有用。

对反向功率敏感的一种这样的设备是LED，其通常具有大约5伏的最大反向电压。如果超过5伏的电压沿相反方向下降，则LED将允许电流沿相反方向通过，因此，LED可能会永久损坏。但是，如果使用功率二极管（带有1N400X标记的任何二极管）作为保护二极管，则不会有电流通过，下面是展示保护二极管此特性的视觉视图： 

保护二极管  

该图再次示出了二极管如何允许电流在正向流动，但阻止电流在反向流动。这用于保护电路中可能因反向电流损坏的设备。  

即使上述电路通过二极管提供保护，也有更好的方法在电路中使用保护二极管。  

下面的电路显示了在电路中使用保护二极管的改进设计。  

保护二极管改进电路  

为了保护电路中的组件，通常将二极管反向偏置与该组件并联放置。  

当二极管与要保护的反向偏置元件并联时，如果电流反向流过电路，电流将绕过电机流过二极管。在有大量电流的情况下，某些电流可能仍会流经电动机，但会在二极管和电动机之间分配。因此，所有电流都不会流过电动机，就像没有二极管的情况一样。  

二极管带反向偏置的设置比之前的设置效果更好，因为在第一个设置中，二极管会消耗功率。如果是硅二极管，通常会消耗约0.7V的功率。因此，它效率不高。通过这种设置，二极管仅在存在反向电流时消耗电流。 

以此方式构建的另一个原因是二极管反向偏置的局限性。在第一电路中，利用反向电流，二极管被反向偏置。电流不会流到二极管反向反向峰值电压的水平。反向峰值电压是二极管可以承受的最大阴极电压。超出此范围的任何电压都将导致二极管击穿并传导电流。

例如，对于1N4001二极管，它可以承受的反向峰值电压为50V。因此，如果到阴极端子的电压超过50V，它将击穿并传导电流。这是第一保护二极管电路设计的局限性。然而，对于第二种设计，没有限制，因为二极管被反向电流正向偏置。因此，  

因此，采用二极管反向并联偏置以保护元件的这种设置，在设计和保护二极管电路的改进版本方面具有优越性。

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