Importanza dei circuiti snubber RC - Design e utilizzo

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A causa di surriscaldamento, sovratensione, sovracorrente o variazione eccessiva della tensione o della corrente, i dispositivi di commutazione e i componenti del circuito potrebbero guastarsi. Da sovracorrente possono essere protetti posizionando fusibili in posizioni adeguate. Dissipatori di calore e ventole possono essere utilizzati per allontanare il calore in eccesso dai dispositivi di commutazione e da altri componenti. I circuiti snubber sono necessari per limitare la velocità di variazione della tensione o della corrente ( in / dt o dv / dt ) e sovratensione durante l'accensione e lo spegnimento. Questi sono posizionati attraverso i dispositivi a semiconduttore per la protezione e per migliorare le prestazioni. Statico dv / dt è una misura della capacità di un tiristore di mantenere uno stato di blocco sotto l'influenza di un transitorio di tensione. Questi sono anche usati attraverso i relè e gli interruttori per prevenire la formazione di archi.

Necessità di utilizzare il circuito snubber

Questi sono posti tra i vari dispositivi di commutazione come transistor, tiristori, ecc. Passando dallo stato ON a OFF l'impedenza del dispositivo cambia improvvisamente al valore alto. Ma questo consente a una piccola corrente di fluire attraverso l'interruttore. Ciò induce una grande tensione attraverso il dispositivo. Se questa corrente viene ridotta a una velocità maggiore, maggiore è la tensione indotta attraverso il dispositivo e anche se l'interruttore non è in grado di sopportare questa tensione, l'interruttore si brucia. Quindi è necessario un percorso ausiliario per prevenire questa alta tensione indotta




Allo stesso modo quando il passaggio è dallo stato OFF allo stato ON, a causa della distribuzione non uniforme della corrente attraverso l'area dell'interruttore si verificherà un surriscaldamento che alla fine verrà bruciato. Anche qui lo snubber è necessario per ridurre la corrente all'avviamento effettuando un percorso alternativo.

Gli soppressori in modalità di commutazione forniscono una o più delle seguenti funzioni



  • Modellare la linea di carico di un transistor di commutazione bipolare per mantenerlo nella sua area operativa sicura.
  • Ridurre le tensioni e le correnti durante le condizioni transitorie di accensione e spegnimento.
  • Rimuove l'energia da un transistor di commutazione e dissipa l'energia in un resistore per ridurre la temperatura di giunzione.
  • Limitare la velocità di variazione della tensione e delle correnti durante i transitori.
  • Ridurre la suoneria per limitare la tensione di picco su un transistor di commutazione e abbassarne la frequenza.

Progettazione di circuiti snubber RC:

Esistono molti tipi di soppressori come RC, diodi e soppressori a stato solido, ma il più comunemente usato è il circuito di soppressione RC. Questo è applicabile sia per la velocità di controllo della salita che per lo smorzamento.

Questo circuito è un condensatore e un resistore in serie collegati attraverso un interruttore. Per progettare i circuiti Snubber. La quantità di energia da dissipare nella resistenza dello snubber è uguale alla quantità di energia immagazzinata nei condensatori. Uno snubber RC posizionato sull'interruttore può essere utilizzato per ridurre la tensione di picco allo spegnimento e per illuminare l'anello. Un circuito snubber RC può essere polarizzato o non polarizzato. Se si presume che la sorgente abbia un'impedenza trascurabile, la corrente di picco nel caso peggiore nel circuito dello snubber è


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

Circuito snubber RC a polarizzazione diretta

Circuito snubber RC a polarizzazione diretta

Per un appropriato circuito snubber RC polarizzato in avanti, un tiristore o un transistor è collegato con un diodo antiparallelo. R limiterà l'avanzata dv / dt e R1 limita la corrente di scarica del condensatore quando il transistor Q1 è acceso. Questi sono usati come soppressori di sovratensione per bloccare la tensione.

Circuito snubber RC polarizzato inverso

Circuito snubber RC polarizzato inverso

Il circuito soppressore polarizzato inverso può essere utilizzato per limitare l'inverso dv / dt . R1 limiterà la corrente di scarica del condensatore.

Un circuito snubber non polarizzato

Un circuito snubber non polarizzato

Un circuito snubber non polarizzato viene utilizzato quando una coppia di dispositivi di commutazione viene utilizzata in antiparallelo. Per determinare i valori del resistore e del condensatore può essere utilizzata una semplice tecnica di progettazione. Per questo è necessaria una progettazione ottimale. Quindi verrà utilizzata una procedura complessa. Questi possono essere usati per proteggere e tiristori.

Selezione dei condensatori:

I condensatori snubber sono soggetti a picchi elevati e correnti RMS e alte dv / dt . Un esempio sono i picchi di corrente di accensione e spegnimento in un tipico condensatore soppressore RCD. L'impulso avrà ampiezze di picco e RMS elevate. Il condensatore snubber deve soddisfare due requisiti. Innanzitutto, l'energia immagazzinata nel condensatore snubber deve essere maggiore dell'energia nell'induttanza del circuito. In secondo luogo, la costante di tempo dei circuiti snubber dovrebbe essere piccola rispetto al tempo di puntualità più breve previsto, di solito il 10% del tempo di accensione. Consentendo al resistore di essere efficace nella frequenza di chiamata, questo condensatore viene utilizzato per ridurre al minimo la dissipazione alla frequenza di commutazione. Il miglior progetto è selezionare l'impedenza del condensatore è la stessa di quella del resistore alla frequenza di squillo.

Selezione resistenze:

È importante che R nello snubber RC abbia una bassa autoinduttanza. L'induttanza in R aumenterà la tensione di picco e tenderà a vanificare lo scopo dello snubber. Una bassa induttanza sarà anche desiderabile per R nello smorzatore, ma non è critico poiché l'effetto di una piccola quantità di induttanza è di aumentare leggermente il tempo di ripristino di C e ridurrà la corrente di picco nell'interruttore all'accensione. La scelta normale di R è solitamente la composizione di carbonio o il film metallico. La dissipazione di potenza del resistore deve essere indipendente dalla resistenza R perché dissipa l'energia immagazzinata nel condensatore snubber in ogni transizione di tensione nel condensatore. Se selezioniamo la resistenza come quella dell'impedenza caratteristica, la suoneria è ben smorzata.

Quando si confronta il design Quick con il design ottimale, la capacità di potenza del resistore snubber richiesto sarà ridotta. Di solito il design 'Quick' è completamente adeguato per il design finale. Il passaggio all'approccio 'ottimale' è solo se l'efficienza energetica e i vincoli dimensionali impongono la necessità di una progettazione ottimale.

Utilizzo dei circuiti snubber RC:

A causa della sua funzionalità come menzionato sopra, tiristori, triac e relè necessitavano di circuiti snubber per controllare l'aumento di tensione.

Schema del circuito per il controllo della velocità di variazione della tensione

Schema del circuito per il controllo della velocità di variazione della tensione

Inoltre è possibile scegliere il fattore di smorzamento. Un fattore di smorzamento più elevato porterà a un tempo di oscillazione più breve sul circuito oscillante. Nello schema circuitale sopra, un circuito snubber è posizionato per ridurre la tensione di picco allo spegnimento e per illuminare l'anello.