På grund av överhettning kan överspänning, överström eller överdriven förändring av spännings- eller strömbrytare och kretskomponenter misslyckas. Från överström kan de skyddas genom att placera säkringar på lämpliga platser. Kylflänsar och fläktar kan användas för att ta bort överflödig värme från växlingsenheter och andra komponenter. Snubber-kretsar behövs för att begränsa förändringshastigheten i spänning eller ström ( in / dt eller dv / dt ) och överspänning under på- och avstängning. Dessa är placerade över halvledaranordningarna för skydd såväl som för att förbättra prestandan. Statisk dv / dt är ett mått på en tyristors förmåga att bibehålla ett blockerande tillstånd under påverkan av en spänningstransient. Dessa används också över reläer och omkopplare för att förhindra bågbildning.
Nödvändigheten av att använda Snubber Circuit
Dessa är placerade över de olika omkopplingsanordningarna som transistorer, tyristorer, etc. Om man växlar från PÅ till AV-tillstånd ändras impedansen plötsligt till det höga värdet. Men detta gör att en liten ström kan strömma genom omkopplaren. Detta inducerar en stor spänning över enheten. Om denna ström reduceras med snabbare hastighet är mer den inducerade spänningen över enheten och även om strömställaren inte klarar denna spänning blir brytaren utbränd. Så hjälpväg behövs för att förhindra denna höga inducerade spänning
På samma sätt, när övergången är från OFF till ON, kommer överhettning att ske på grund av ojämn fördelning av strömmen genom omkopplarens område och så småningom kommer den att brännas. Här är också snubber nödvändigt för att minska strömmen vid början genom att skapa en alternativ väg.
Snubbers i växlingsläge ger en eller flera av följande funktioner
- Forma lastlinjen för en bipolär omkopplingstransistor för att hålla den i sitt säkra arbetsområde.
- Minska spänningar och strömmar under tillfälliga förhållanden för på- och avstängning.
- Avlägsnar energi från en växlingstransistor och släpper ut energin i ett motstånd för att minska övergångstemperaturen.
- Begränsar hastigheten för förändring av spänning och strömmar under transienterna.
- Minska ringningen för att begränsa toppspänningen på en växlingstransistor och sänka deras frekvens.
Design av RC Snubber Circuits:
Det finns många sorters snubbers som RC, dioder och halvledarsnubbers men den mest använda är RC snubberkrets. Detta gäller både för hastighetsreglering och dämpning.
Denna krets är en kondensator och seriemotstånd anslutet över en omkopplare. För att designa Snubber-kretsarna. Mängden energi ska spridas i snubbermotståndet är lika med mängden energi som lagras i kondensatorerna. En RC Snubber placerad över strömbrytaren kan användas för att minska toppspänningen vid avstängning och för att lysa upp ringen. En RC-snubberkrets kan vara polariserad eller icke-polariserad. Om du antar att källan har försumbar impedans är den värsta fallet toppström i snubberkretsen
I = Vo / Rs och I = C.dv / dt
Framåtpolariserad RC Snubber Circuit
För en lämplig frampolariserad RC-snubberkrets är en tyristor eller en transistor ansluten till en antiparallell diod. R begränsar framåt dv / dt och R1 begränsar kondensatorns urladdningsström när transistorn Q1 slås på. Dessa används som överspänningssnubbers för att klämma in spänningen.
Omvänd polariserad RC-snubberkrets
Omvänd polariserad snubberkrets kan användas för att begränsa omvänd dv / dt . R1 begränsar kondensatorns urladdningsström.
En opolariserad snubberkrets
En opolariserad snubberkrets används när ett par omkopplingsanordningar används parallellt. För att bestämma motstånds- och kondensatorvärdena kan en enkel designteknik användas. För detta behövs en optimal design. Därför kommer ett komplext förfarande att användas. Dessa kan användas för att skydda och tyristorer.
Val av kondensatorer:
Snubberkondensatorer utsätts för höga toppar och RMS-strömmar och höga dv / dt . Ett exempel är på- och avstängningsströmspikar i en typisk RCD-snubberkondensator. Pulsen har höga topp- och RMS-amplituder. Snubberkondensatorn måste uppfylla två krav. För det första måste energin lagrad i snubberkondensatorn vara större än energin i kretsens induktans. För det andra bör snubberkretsarnas tidskonstant vara liten jämfört med den kortaste förväntade tiden, vanligtvis 10% av tiden. Genom att låta motståndet vara effektivt i ringfrekvensen används denna kondensator för att minimera avledningen vid omkopplingsfrekvensen. Den bästa designen är att välja kondensatorns impedans är densamma som hos motstånd vid ringfrekvensen.
Motståndsval:
Det är viktigt att R i RC-snubbern har låg självinduktans. Induktans i R ökar toppspänningen och den tenderar att besegra syftet med snubbern. Låg induktans är också önskvärd för R i snubber men det är inte kritiskt eftersom effekten av en liten mängd induktans är att öka återställningstiden för C något och det kommer att minska toppströmmen i omkopplaren vid påslagning. Det normala valet av R är vanligtvis kolkompositionen eller metallfilmen. Motståndets effektförlust måste vara oberoende av motståndet R eftersom det släpper ut energin som lagras i snubberkondensatorn vid varje spänningsövergång i kondensatorn. Om vi väljer motståndet som den karakteristiska impedansen är ringningen väl dämpad.
När man jämför Quick-design med optimal design, minskas det nödvändiga snubbermotståndets effektförmåga. Vanligtvis är den 'snabba' designen helt lämplig för slutlig design. Att gå till 'Optimum' -metoden är bara om energieffektivitet och storleksbegränsningar dikterar behovet av optimal design.
Användning av RC Snubber-kretsar:
På grund av dess funktionalitet som nämnts ovan behövde Thyristors, Triacs och reläer snubber-kretsar för att kontrollera spänningsökningen.
Kretsschema för styrning av spänningsförändringshastighet
Dessutom kan dämpningsfaktorn väljas. En högre dämpningsfaktor leder till kortare svängtid på oscillerande krets. I ovanstående kretsschema är en snubberkrets placerad för att minska toppspänningen vid avstängning och för att lysa upp ringen.
