一、問題背景
 
　　上海正航電子科技有限公司目前提供的PLC按輸出類型分可分為(wei) 繼電器輸出型和晶體(ti) 管輸出型。相較於(yu) 繼電器輸出，晶體(ti) 管輸出有驅動電流小，頻率高，壽命長等特點。適用於(yu) 控製伺服控製器、固態繼電器等要求頻率高、壽命長的應用場合。在實際使用中，客戶在晶體(ti) 管輸出端會(hui) 接一些感性負載，例如:電磁閥。由於(yu) 感性負載在接通電源或者斷開電源的一瞬間，會(hui) 產(chan) 生反電動勢電壓，而這個(ge) 電壓可高達幾百伏，很容易擊穿PLC輸出的晶體(ti) 管。正航維修部也曾接到過客戶使用晶體(ti) 管輸出的PLC接電磁閥燒壞輸出晶體(ti) 管的維修品，所以我們(men) 建議客戶在接感性負載時，加上一些保護晶體(ti) 管的元器件。
 
　　二、產(chan) 生原因
 
　　通常情況下，一般把帶電感參數的負載，即符合電壓超前電流特性的負載，稱為(wei) 感性負載。通俗地說，即應用電磁感應原理製作的大功率電器產(chan) 品。由於(yu) 感性負載在接通電源或者斷開電源的一瞬間，會(hui) 產(chan) 生反電動勢電壓，如下圖：
 
 
 

 
 
                                圖1 感性負載反向電動勢電壓
 
      因為(wei) 電感是以磁場的形式儲(chu) 存電能，所以當電流減小時或突然降為(wei) 0（電源斷開）時，磁能要轉換為(wei) 電能，這個(ge) 電能就是電壓（反向電動勢），因為(wei) 它有阻礙電流減小的趨勢，它勢必通過反向電動勢來給外部電路供能量。根據P＝UI，如果I很小，則U很大，也就是說假如電路短路，電感電流突然變為(wei) 0，則電感的感應電動勢會(hui) 非常大，其中能量也隻能通過輻射消耗了。這時產(chan) 生的反向電動勢電壓可高達幾百伏以上，很容易擊穿驅動晶體(ti) 管或其他電路元件。
 
      三、解決(jue) 方案
 
      首先我們(men) 了解一下正航PLC內(nei) 部晶體(ti) 管輸出的內(nei) 部構造，正航PLC內(nei) 部晶體(ti) 管輸出如下圖：
 
 
 

 
 
                                圖2  晶體(ti) 管輸出內(nei) 部機構圖
 
      當PQ0.0有輸出時，接通光電耦合器S1，光電耦合器是一種把電子信號轉換成為(wei) 光學信號，然後又回複電子信號的半導體(ti) 器件。光電耦合器接通，驅動晶體(ti) 管T1導通，Q0.0輸出24V。輸出電路輸出的三極管是一個(ge) PNP型的，所以輸出電流隻能是從(cong) Q0.0流出的，接線時要注意。
 
      T1實際規格為(wei) 集電極與(yu) 發射極耐壓值100V，集電極電流可達5A。正航公司對晶體(ti) 管輸出的技術規範為(wei) 額定電壓24VDC，額定電流為(wei) 0.75A，在此額定範圍內(nei) ，已留有足夠的餘(yu) 量。
 
      在實際使用，我們(men) 發現有些客戶會(hui) 在輸出端接一些電磁閥，接觸器等感性器件。由於(yu) 感性負載在接通電源或者斷開電源的一瞬間，會(hui) 產(chan) 生反電動勢電壓，而這個(ge) 電壓可高達幾百伏，很容易擊穿PLC輸出的晶體(ti) 管。所以我們(men) 建議客戶在接感性器件時，並聯一個(ge) 續流二極管。如下圖：
 

 
 
                                      圖3 並聯續流二極管接線圖
 
      感性負載在通過電流時，會(hui) 在其兩(liang) 端產(chan) 生感應電動勢。當電流消失時，其感應電動勢會(hui) 對電路中的晶體(ti) 管產(chan) 生反向電壓，此時產(chan) 生的反向電動勢，電壓可高達幾百伏以上。當反向電壓高於(yu) 晶體(ti) 管的反向擊穿電壓時，會(hui) 使晶體(ti) 管造成損壞。續流二極管並聯在感性負載兩(liang) 端，當流過感性負載中的電流消失時，由於(yu) 二極管的接入正好和反向電動勢方向一致，感性負載產(chan) 生的感應電動勢通過二極管和感性負載構成的回路做功而消耗掉，從(cong) 而保護了電路中的晶體(ti) 管和其它元件的安全。
 
      在電磁閥線圈側(ce) 並聯一個(ge) 快速開關(guan) 二極管，在電磁閥線圈失電時，產(chan) 生的反電動勢衝(chong) 擊可以得到明顯抑製。如下圖：
 
 
 

 
 
                                             圖4-1未接二極管
 
 
 
 
 

 
 
                                        圖4-2 加並聯二極管
 
　　四、總結
 
      晶體(ti) 管輸出型PLC在接感性負載時會(hui) 出現燒壞輸出點晶體(ti) 管的情況，這是由於(yu) 感性負載在觸點斷開瞬間會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 反向電動勢，這個(ge) 反向電動勢可高達幾百伏，很容易燒壞輸出點的晶體(ti) 管。在感性負載兩(liang) 端反並聯一個(ge) 續流二極管，通過續流二極管和感性負載構成續流電路，續流電路可以釋放掉感性負載中儲(chu) 存的能量，防止感應電壓過高，擊穿晶體(ti) 管。
 
　　在感性負載兩(liang) 端反並聯續流二極管要注意以下幾點：
 
　　(1)續流二極管一般選擇快速恢複二極管或者肖特基二極管（例如1N5819）；
 
　　(2)續流二極管與(yu) 感性負載必須接觸良好，防止因接觸不良造成元器件損壞；
 
　　(3)續流二極管的極性不能接錯，否則將造成短路事故；
 
　　(4)續流二極管對直流電壓總是反接的，即二極管的負極接直流電的正極端。