RC Snubber Circuits Importance - Design & Usage

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





V důsledku přehřátí, přepětí, nadproudu nebo nadměrné změny napěťových nebo proudových spínacích zařízení a součástí obvodu může dojít k selhání. Před nadproudem je lze chránit umístěním pojistek na vhodná místa. K odvádění přebytečného tepla ze spínacích zařízení a dalších součástí lze použít chladiče a ventilátory. Tlumící obvody jsou potřebné k omezení rychlosti změny napětí nebo proudu ( v / dt nebo dv / dt ) a přepětí během zapínání a vypínání. Ty jsou umístěny napříč polovodičovými zařízeními pro ochranu i pro zlepšení výkonu. Statický dv / dt je míra schopnosti tyristoru udržet blokující stav pod vlivem přechodového napětí. Používají se také u relé a spínačů, aby se zabránilo jiskření.

Nutnost použití obvodu Snubber

Ty jsou umístěny napříč různými spínacími zařízeními, jako jsou tranzistory, tyristory atd. Přepnutí ze stavu ZAPNUTO do VYPNUTO má za následek, že se impedance zařízení náhle změní na vysokou hodnotu. To ale umožňuje, aby spínačem protékal malý proud. To indukuje velké napětí v zařízení. Pokud se tento proud snižuje rychleji, je to více indukované napětí na zařízení a také pokud spínač není schopen odolat tomuto napětí, spínač se spálí. Aby se zabránilo tomuto vysokému indukovanému napětí, je zapotřebí pomocná cesta




Podobně, když je přechod ze stavu VYPNUTO do ZAPNUTO, dojde v důsledku nerovnoměrného rozložení proudu v oblasti spínače k ​​přehřátí spínače a nakonec bude spálen. Zde je také nutný tlumič ke snížení proudu při spuštění vytvořením alternativní cesty.

Snubbers in switching mode provides one or more of the following functions



  • Tvarujte zátěžovou linii bipolárního spínacího tranzistoru tak, aby byl udržován v bezpečné provozní oblasti.
  • Snížení napětí a proudů během přechodných podmínek zapnutí a vypnutí.
  • Odstraňuje energii ze spínacího tranzistoru a rozptýlí energii v rezistoru, aby se snížila teplota spojení.
  • Omezení rychlosti změny napětí a proudů během přechodových jevů.
  • Snížením vyzvánění omezte špičkové napětí na spínacím tranzistoru a snižte jejich frekvenci.

Návrh obvodů RC Snubber:

Existuje mnoho druhů tlumičů, jako jsou RC, diody a polovodičové tlumiče, ale nejběžněji používaným je RC tlumící obvod. To platí jak pro regulaci rychlosti nárazu, tak pro tlumení.

Tento obvod je kondenzátor a sériový rezistor připojený přes spínač. Pro návrh obvodů Snubber. Množství energie, které se má rozptýlit v tlumicím odporu, se rovná množství energie uložené v kondenzátorech. RC Snubber umístěný přes spínač lze použít ke snížení špičkového napětí při vypnutí a k rozsvícení prstence. RC tlumící obvod může být polarizovaný nebo nepolarizovaný. Pokud předpokládáte, že zdroj má zanedbatelnou impedanci, je nejhorší špičkový proud v tlumicím obvodu


I = Vo / Rs a I = C.dv / dt

Dopředu polarizovaný RC Snubber Circuit

Dopředu polarizovaný RC Snubber Circuit

U vhodného dopředu polarizovaného RC tlumicího obvodu je tyristor nebo tranzistor spojen s antiparalelní diodou. R omezí dopředu dv / dt a R1 omezuje vybíjecí proud kondenzátoru, když je zapnut tranzistor Q1. Používají se jako přepěťové tlumiče k upnutí napětí.

Obvod reverzně polarizovaného RC tlumiče

Obvod reverzně polarizovaného RC tlumiče

Obvod reverzně polarizovaného tlumiče lze použít k omezení zpětného chodu dv / dt . R1 omezí vybíjecí proud kondenzátoru.

Nepolarizovaný tlumící obvod

Nepolarizovaný tlumící obvod

Nepolarizovaný tlumící obvod se používá, když se používá dvojice spínacích zařízení antiparalelně. Pro stanovení hodnot rezistoru a kondenzátoru lze použít jednoduchou konstrukční techniku. K tomu je zapotřebí optimální design. Proto bude použit složitý postup. Mohou být použity k ochraně a tyristorům.

Výběr kondenzátorů:

Odrušovací kondenzátory jsou vystaveny vysokým špičkovým a RMS proudům a vysokým dv / dt . Příkladem jsou spínací a vypínací proudové špičky v typickém RCD tlumicím kondenzátoru. Pulz bude mít vysoké vrcholové a RMS amplitudy. Odrušovací kondenzátor musí splňovat dva požadavky. Nejprve musí být energie uložená v tlumicím kondenzátoru větší než energie v indukčnosti obvodu. Zadruhé, časová konstanta tlumících obvodů by mě měla být malá ve srovnání s nejkratší očekávanou dobou, obvykle 10% času. Tím, že je rezistor účinný při vyzváněcí frekvenci, se tento kondenzátor používá k minimalizaci rozptylu při spínací frekvenci. Nejlepším řešením je volba impedance kondenzátoru stejná jako u rezistoru při vyzváněcí frekvenci.

Výběr rezistorů:

Je důležité, aby R v RC tlumiči mělo nízkou vlastní indukčnost. Indukčnost v R zvýší špičkové napětí a bude mít tendenci mařit účel tlumiče. Nízká indukčnost bude také žádoucí pro R v tlumiči, ale není to kritické, protože účinkem malého množství indukčnosti je mírné prodloužení doby resetu C a sníží se špičkový proud ve spínači při zapnutí. Normální volbou R je obvykle uhlíkové složení nebo kovový film. Ztrátový výkon rezistoru musí být nezávislý na odporu R, protože rozptyluje energii uloženou v tlumicím kondenzátoru při každém přechodu napětí v kondenzátoru. Pokud zvolíme rezistor jako charakteristickou impedanci, je vyzvánění dobře tlumené.

Při porovnání rychlého návrhu s optimálním návrhem se sníží výkonová kapacita požadovaného tlumicího odporu. „Rychlý“ design je obvykle zcela vhodný pro konečný design. Přechod na „optimální“ přístup je možný pouze v případě, že omezení energetické účinnosti a velikosti diktují potřebu optimálního designu.

Použití obvodů RC Snubber:

Kvůli výše uvedené funkčnosti tyristory, triaky a relé potřebovaly tlumicí obvody pro řízení nárůstu napětí.

Schéma zapojení pro řízení rychlosti změny napětí

Schéma zapojení pro řízení rychlosti změny napětí

Dále lze zvolit tlumicí faktor. Vyšší tlumicí faktor povede ke kratší době švihu na oscilačním obvodu. Ve výše uvedeném schématu zapojení je umístěn tlumivý obvod, který snižuje špičkové napětí při vypnutí a rozsvítí kruh.