RC Snubber Circuits Значение - дизайн и употреба

RC Snubber Circuits Значение - дизайн и употреба

Поради прегряване, пренапрежение, претоварване или прекомерна промяна в напрежението или тока превключващите устройства и компонентите на веригата могат да се повредят. От претоварване те могат да бъдат защитени чрез поставяне на предпазители на подходящи места. Радиатори и вентилатори могат да се използват за отнемане на излишната топлина от превключващите устройства и други компоненти. Snubber схеми са необходими за ограничаване на скоростта на промяна в напрежението или тока ( в / dt или dv/dt ) и свръхнапрежение по време на включване и изключване. Те са разположени през полупроводниковите устройства за защита, както и за подобряване на производителността. Статично dv/dt е мярка за способността на тиристора да задържа блокиращо състояние под въздействието на преходно напрежение. Те се използват и през релетата и превключвателите за предотвратяване на дъгата.



Необходимост от използване на Snubber Circuit

Те са разположени през различните комутационни устройства като транзистори, тиристори и др. Превключването от състояние Вкл. В ИЗКЛ. Води до импеданса на устройството внезапно се променя до висока стойност. Но това позволява да преминава малък ток през превключвателя. Това предизвиква голямо напрежение в устройството. Ако този ток се намали с по-бърза скорост, е индуцираното напрежение в устройството, а също така и ако превключвателят не е в състояние да издържи това напрежение, превключвателят изгаря. Така че е необходим спомагателен път, за да се предотврати това високо индуцирано напрежение


По същия начин, когато преходът е от OFF в състояние ON, поради неравномерно разпределение на тока през зоната на превключвателя се извършва прегряване и в крайна сметка той ще бъде изгорен. Тук също е необходим снубер, за да се намали токът при стартиране, като се направи алтернативен път.





Snubbers в режим на превключване осигурява една или повече от следните функции

  • Оформете товарната линия на биполярен превключващ транзистор, за да я държите в безопасното си работно пространство.
  • Намаляване на напреженията и токовете по време на преходни условия на включване и изключване.
  • Премахва енергията от превключващ транзистор и разсейва енергията в резистор, за да намали температурата на свързване.
  • Ограничаване на скоростта на промяна на напрежението и токовете по време на преходните процеси.
  • Намалете звъненето, за да ограничите пиковото напрежение на превключващ транзистор и да намалите честотата им.

Дизайн на RC Snubber вериги:

Има много видове снубери като RC, диодни и твърдотелни snubbers, но най-често използваният е RC снубер верига. Това е приложимо както за скоростта на контрол на нарастването, така и за амортизацията.



Тази схема е кондензатор и сериен резистор, свързани през превключвател. За проектиране на Snubber схеми. Количеството енергия, което трябва да се разсее, в съпротивлението е равно на количеството енергия, което се съхранява в кондензаторите. RC Snubber, поставен през превключвателя, може да се използва за намаляване на върховото напрежение при изключване и за осветяване на пръстена. RC снубер верига може да бъде поляризирана или неполяризирана. Ако приемете, че източникът има незначителен импеданс, най-лошият пиков ток в снубер веригата е


I = Vo / Rs и I = C.dv / dt

Преднаполяризирана RC снуберна верига

Преднаполяризирана RC снуберна верига

За подходяща поляризирана RC снуберна верига тиристорът или транзисторът са свързани с антипаралелен диод. R ще ограничи напред dv/dt и R1 ограничава разрядния ток на кондензатора, когато транзисторът Q1 е включен. Те се използват като пренапрежение за затягане на напрежението.

Обратна поляризирана RC Snubber схема

Обратна поляризирана RC Snubber схема

Обратно поляризирана снубер верига може да се използва за ограничаване на обратното dv/dt . R1 ще ограничи разрядния ток на кондензатора.

Неполяризирана снубер верига

Неполяризирана снубер верига

Неполяризирана снубер верига се използва, когато се използват двойка комутационни устройства в антипаралелен режим. За определяне на стойностите на резистора и кондензатора може да се използва проста техника за проектиране. За това е необходим оптимален дизайн. Следователно ще се използва сложна процедура. Те могат да се използват за защита и тиристори.

Избор на кондензатори:

Snubber кондензаторите са подложени на високи пикови и RMS токове и високи dv/dt . Пример за това са включването и изключването на токовите пикове в типичен RCD кондензатор. Импулсът ще има високи пикови и RMS амплитуди. Snubber кондензаторът трябва да отговаря на две изисквания. Първо, енергията, съхранявана в снуберния кондензатор, трябва да бъде по-голяма от енергията в индуктивността на веригата. На второ място, времевата константа на snubber схемите трябва да ми е малка в сравнение с най-краткото очаквано време, обикновено 10% от времето. Позволявайки на резистора да бъде ефективен в честотата на звънене, този кондензатор се използва за минимизиране на разсейването при превключваща честота. Най-добрият дизайн е да се избере импедансът на кондензатора да е същият като този на резистора при честотата на звънене.

Избор на резистори:

Важно е R в RC снубера да има ниска самоиндуктивност. Индуктивността в R ще увеличи пиковото напрежение и ще има тенденция да победи целта на снубера. Ниска индуктивност също ще бъде желателна за R в снубера, но не е критично, тъй като ефектът от малко количество индуктивност е леко да се увеличи времето за нулиране на C и това ще намали пиковия ток в превключвателя при включване. Нормалният избор на R обикновено е въглеродният състав или металния филм. Разсейването на мощността на резистора трябва да е независимо от съпротивлението R, тъй като разсейва енергията, съхранявана в снуберния кондензатор при всеки преход на напрежение в кондензатора. Ако изберете резистора като характеристичния импеданс, звъненето е добре амортизирано.

Когато сравняваме бързия дизайн с оптималния дизайн, мощността на необходимия снубер резистор ще бъде намалена. Обикновено дизайнът „Бърз“ е напълно подходящ за окончателен дизайн. Преминаването към подхода „Оптимално” е само ако енергийната ефективност и ограниченията на размера диктуват необходимостта от оптимален дизайн.

Използване на RC Snubber вериги:

Поради своята функционалност, както е споменато по-горе, тиристорите, триаците и релетата се нуждаят от снубер вериги за контрол на повишаването на напрежението.

Схема за управление на скоростта на промяна в напрежението

Схема за управление на скоростта на промяна в напрежението

Освен това може да се избере коефициентът на затихване. По-висок коефициент на затихване ще доведе до по-кратко време на люлеене на трептящата верига. В горната електрическа схема е поставена снубер верига за намаляване на пиковото напрежение при изключване и за осветяване на пръстена.