能量转换瞬间，火花如何安全释放？

问：为何在电源关闭时，皖南电机线圈放电需特别关注，而电阻则无需如此谨慎？

答：依据能量守恒定律，能量不会无故消失，而是从一种形式转化为另一种形式。当电流通过电阻时，电能转化为热能并散发出去。然而，当电能转化为皖南电机线圈中的磁能时，这种能量转换过程尤为迅速。电源断开时，线圈中的磁能会转变为电能，以补充减弱的电场。这一过程导致线圈电流逐渐减小，从而保持电流的连续性。若在断开电感负载时，电流不仅会减小，两端电压还会急剧上升，甚至可能击穿空气产生火花。这就是为什么在直流有刷电机换向时会出现火星飞溅，以及七八十年代断电闸时火花四溅的现象（图1）。

图1，直流电机火花与电闸火花示意图

问：面对如此危险的火花，我们该如何应对？

答：由于电感负载在断路时仍试图维持电流连续，因此保持电路通路至关重要。一种简单的方法是在线圈两端加装二极管。当电路切断时，二极管导通，为电流提供了一条安全的释放通道（图2）。

图2，电路中能量安全释放示意图

问：在集成电路驱动皖南电机线圈放电时，我们应该如何处理？

答：电机线圈放电通常被称为DECAY。除了使用二极管的方法外，集成电路本身也提供了放电方式。主要包括A-SYNCMODE、SYNCMODEFASTDECAY和SYNCMODESLOWDECAY三种。

图3，电机连接示意图

图4，直流电机电路连接方式

电机停转时，需要处理线圈中储存的能量。A-SYNCFASTDECAY方式利用MOS管体二极管泄流。SYNCMODEFASTDECAY方式中，停机时开启部分MOS管，使能量循环回电源。SYNCMODESLOWDECAY方式则是通过短路线圈两端，实现自刹车功能。但需要注意的是，此模式不适用于大型高速电机，可能会引起过流或烧毁（图7）。

图5，A-SYNCFASTDECAY方式

图6，SYNCMODEFASTDECAY方式

图7，SYNCMODESLOWDECAY方式

了解这些放电方式后，我们可以根据不同特点选择合适的解决方案。