如果您的團隊成員經(jīng)常反對您的想法，那么團隊會議可能會讓您感到沮喪。處理反向電流就像處理這樣的對手一樣。僅僅遵循規(guī)范并提出合理的論據(jù)是不夠的;在處理反對意見時，在團隊設(shè)置以及PCB設(shè)計中，您需要開發(fā)一種替代方法。

什么是Lenz Law？

以防萬一你需要對你的物理基礎(chǔ)進行更新，Lenz Law指出任何感應(yīng)電磁場（反電動勢）都會產(chǎn)生與變化相反的電流和磁場。這個理論可以通過倫茨定律方程簡化：

方程上的負號表示磁通量與變化相反時發(fā)生的相反變化在誘導反電動勢中也是如此。

楞次定律也可以從另一個角度表達，其中感應(yīng)電流在與引起它的變化相反的方向上流動。事實上，這一陳述使您更接近Lenz Law在PCB設(shè)計中的影響。

Lenz Law，Back-EMF和電感線圈

圖1：電感器通電

可以安排最簡單的Lenz Law演示簡單連接直流電池，開關(guān)和電感線圈，如上圖所示（圖1）。當開關(guān)閉合，形成完整的電路時，電流以逆時針方式流動。根據(jù)Lenz定律，電感器上的電磁場將在與電池引起的電流相反的方向上被感應(yīng)。

圖2：電感器斷電

當反電動勢在電感器處積聚時，開關(guān)打開，電路斷開。正如倫茨法強調(diào)的那樣，感應(yīng)電流總是反對改變它的因素。結(jié)果，當電感器試圖繼續(xù)電流流動時，電感器處的磁場改變方向和極性。電路斷開時產(chǎn)生的相反電磁場稱為反電動勢。

反電動勢是電動機運行的基礎(chǔ)，因為它會產(chǎn)生反轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。電動機中的反電動勢總是假設(shè)電壓值幾乎相同。

反電動勢和預防的破壞性影響

雖然反電動勢可以是直流電機的驅(qū)動力，也可能是導致PCB出現(xiàn)多重問題的威脅。 PCB設(shè)計中最具感應(yīng)性的元件之一是機械繼電器。機械繼電器由感應(yīng)線圈組成，感應(yīng)線圈在通電時變?yōu)殡姶拧?/p>

機械繼電器通電通常是無害的，但當繼電器釋放時，產(chǎn)生的反電動勢會影響硬件的穩(wěn)定性。例如，每次釋放繼電器時，微控制器都可能會經(jīng)歷硬復位，或者反電動勢可能會以相反的極性引入足夠大的電流以損壞直接元件。

下面的示意圖（圖3）顯示了機械已經(jīng)斷電的繼電器。在繼電器的感應(yīng)線圈處感應(yīng)的反電動勢試圖在繼電器通電時保持電流的流動。由于晶體管現(xiàn)在處于“關(guān)閉”狀態(tài)，如果超過結(jié)的擊穿電壓，增加的正電壓可能會造成損壞。

圖3：繼電器斷電，產(chǎn)生反電動勢

如果要連接直流電機，反電動勢也會引起繼電器電弧放電打開繼電器的觸點。由于直流電動機由感應(yīng)線圈制成，因此當斷開時，同樣的倫茨定律理論也適用。當反EMF試圖保持減小的電流時，高反向電位可能引起繼電器觸點的間隙上的電弧放電。這種現(xiàn)象可能會導致電磁干擾（EMI），從而影響硬件穩(wěn)定性。

減輕反電動勢影響的最簡單方法是使用反激式二極管。這是通過在線圈通電時以相反的極性在感應(yīng)線圈上放置二極管來完成的。當線圈斷電時，二極管變?yōu)檎蚱?，提供安全放電反電動勢的路徑，而不會影響其他附近組件。

使用AltiumDesigner?等可靠的PCB設(shè)計軟件，您可以利用擴展以防止Lenz Law的不良影響并保持PCB布局井井有條。