Ylikuumeneminen, ylijännite, ylivirta tai jännitteen tai virtakytkinlaitteiden ja piirikomponenttien liiallinen muutos voivat epäonnistua. Ylivirrasta ne voidaan suojata asettamalla sulakkeet sopiviin paikkoihin. Jäähdytyslevyjä ja puhaltimia voidaan käyttää ylimääräisen lämmön poistamiseksi kytkinlaitteista ja muista komponenteista. Snubber-piirejä tarvitaan jännitteen tai virran muutosnopeuden rajoittamiseksi ( / dt tai dv / dt ) ja ylijännite käynnistyksen ja sammutuksen aikana. Ne on sijoitettu puolijohdelaitteiden poikki suojaamiseksi ja suorituskyvyn parantamiseksi. Staattinen dv / dt on mitoitus tyristorin kyvystä säilyttää estotila jännitteen transientin vaikutuksesta. Näitä käytetään myös releiden ja kytkinten poikki kaaren estämiseksi.
Snubber-piirin käytön välttämättömyys
Ne on sijoitettu eri kytkinlaitteiden, kuten transistoreiden, tyristorien, jne. Päälle. Vaihtaminen PÄÄLLE-tilasta POIS-tilaan johtaa laitteen impedanssin yhtäkkiä suureksi arvoksi. Mutta tämä antaa pienen virran virrata kytkimen läpi. Tämä aiheuttaa suuren jännitteen laitteen yli. Jos tätä virtaa pienennetään nopeammin, laitteen indusoitu jännite on enemmän ja kytkin palaa myös, jos kytkin ei kestä tätä jännitettä. Joten aputie tarvitaan estämään tämä korkea indusoitu jännite
Vastaavasti kun siirtyminen on OFF-tilasta ON-tilaan, johtuu virran epätasaisesta jakautumisesta kytkimen alueen läpi ylikuumeneminen ja lopulta se palaa. Täällä tarvitaan myös snubberia virran vähentämiseksi aloituksessa tekemällä vaihtoehtoinen polku.
Kytkentätilassa olevat snuberit tarjoavat yhden tai useamman seuraavista toiminnoista
- Muotoile kaksisuuntaisen kytkentätransistorin kuormituslinja, jotta se pysyy turvallisella toiminta-alueella.
- Jännitteiden ja virtojen pienentäminen virran kytkemisen ja sammuttamisen aikana.
- Poistaa energian kytkentätransistorista ja kuluttaa vastuksen energiaa liittymälämpötilan alentamiseksi.
- Jännitteen ja virtojen muutosnopeuden rajoittaminen transienttien aikana.
- Vähennä soittoääntä kytkentätransistorin huippujännitteen rajoittamiseksi ja niiden taajuuden alentamiseksi.
RC Snubber -piirien suunnittelu:
On olemassa monenlaisia snubbereja, kuten RC, diodi- ja solid state-snubberit, mutta yleisimmin käytetty on RC-snubber-piiri. Tätä sovelletaan sekä nousunohjauksen että vaimennuksen nopeuteen.
Tämä piiri on kondensaattori ja sarjavastus kytketty kytkimen yli. Snubber-piirien suunnitteluun. Energian määrän on haihduttava puristusvastukseen, joka on yhtä suuri kuin kondensaattoreihin varastoituneen energian määrä. Kytkimen yli sijoitettua RC Snubberia voidaan käyttää huippujännitteen pienentämiseen sammutuksessa ja renkaan valaisemiseen. RC-kytkinpiiri voi olla polarisoitu tai polarisoimaton. Jos oletat, että lähteellä on vähäinen impedanssi, huonoimmassa tapauksessa virtapiirin piikkivirta on
I = Vo / Rs ja I = C.dv / dt
Eteenpäin polarisoitu RC Snubber -piiri
Sopivaa eteenpäin polarisoitua RC-katkaisupiiriä varten tyristori tai transistori on kytketty rinnakkain estävään diodiin. R rajoittaa eteenpäin dv / dt ja R1 rajoittaa kondensaattorin purkausvirtaa, kun transistori Q1 kytketään päälle. Näitä käytetään ylijännitekatkaisijoina jännitteen kiinnittämiseksi.
Käänteinen polarisoitu RC Snubber -piiri
Käänteistä polarisoitua katkaisupiiriä voidaan käyttää taaksepäin rajoittamiseen dv / dt . R1 rajoittaa kondensaattorin purkausvirtaa.
Ei-polarisoitu snubber-piiri
Polarisoimatonta katkaisupiiriä käytetään, kun kytkinlaiteparia käytetään rinnakkain. Vastuksen ja kondensaattorin arvojen määrittämiseksi voidaan käyttää yksinkertaista suunnittelutekniikkaa. Tätä varten tarvitaan optimaalinen muotoilu. Siksi käytetään monimutkaista menettelyä. Näitä voidaan käyttää tyristorien suojaamiseen.
Kondensaattoreiden valinta:
Snubber-kondensaattorit altistuvat korkeille huippu- ja RMS-virroille ja korkeille dv / dt . Esimerkki on virran kytkeminen päälle ja pois päältä tyypilliseen RCD-puristinkondensaattoriin. Pulssilla on korkeat huippu- ja RMS-amplitudit. Snubber-kondensaattorin on täytettävä kaksi vaatimusta. Ensinnäkin puristuskondensaattoriin tallennetun energian on oltava suurempi kuin piirin induktanssissa oleva energia. Toiseksi katkaisupiirien aikavakion pitäisi olla pieni verrattuna odotettuun lyhyimpään aikaan, yleensä 10% ajastimesta. Antamalla vastuksen olla tehokas soittoäänellä, tätä kondensaattoria käytetään minimoimaan häiriö kytkentätaajuudella. Paras muotoilu on valita kondensaattorin impedanssi on sama kuin vastuksen soittotaajuudella.
Vastusten valinta:
On tärkeää, että R: llä RC-puristimessa on matala itseinduktanssi. R-induktanssi lisää huippujännitettä ja se pyrkii voittamaan snubberin tarkoituksen. Pieni induktanssi on toivottavaa myös R: lle snubberissa, mutta se ei ole kriittinen, koska pienen induktanssimäärän seurauksena on hieman lisätä C: n nollausaikaa ja se vähentää huippuvirtaa kytkennässä käynnistyksen yhteydessä. R: n normaali valinta on yleensä hiilikoostumus tai metallikalvo. Vastuksen tehohäviön on oltava riippumaton vastuksesta R, koska se haihtaa katkaisukondensaattoriin tallennetun energian kondensaattorin jokaisessa jännitteenmuutoksessa. Jos valitsemme vastuksen ominaisimpedanssiksi, soittoääni vaimenee hyvin.
Kun verrataan nopeaa suunnittelua optimaaliseen suunnitteluun, vaaditun puristusvastuksen teho vähenee. Yleensä 'Quick' -muotoilu on täysin sopiva lopulliseen suunnitteluun. Optimaaliseen lähestymistapaan siirtyminen on mahdollista vain, jos energiatehokkuuden ja koon rajoitukset edellyttävät optimaalisen suunnittelun tarvetta.
RC Snubber -piirien käyttö:
Tyyristorit, triakit ja releet tarvitsivat yllä mainitun toiminnallisuutensa vuoksi snubber-piirejä jännitteen nousun hallitsemiseksi.
Kytkentäkaavio jännitteen muutosnopeuden ohjaamiseksi
Lisäksi vaimennuskerroin voidaan valita. Suurempi vaimennuskerroin johtaa lyhyempään heilahteluaikaan värähtelypiirissä. Yllä olevassa kytkentäkaaviossa katkaisupiiri on sijoitettu pienentämään huippujännitettä sammutuksessa ja valaisemaan rengasta.
