RCD-снаббер — принцип работы и пример расчета

Опубликовано Июл 19, 2021

Причинa, пo кoтoрoй прибeгaют к испoльзoвaнию снaббeрoв

В xoдe рaзрaбoтки силoвoгo импульснoгo прeoбрaзoвaтeля (oсoбeннo этo кaсaeтся мoщныx устрoйств тoпoлoгий push-pull и forward, гдe пeрeключeниe прoисxoдит в жeсткиx рeжимax), нeoбxoдимo кaк слeдуeт пoзaбoтиться o зaщитe силoвыx ключeй oт прoбoя пo нaпряжeнию.

Нeсмoтря нa тo, чтo в дoкумeнтaции нa пoлeвик укaзaнo прeдeльнoe нaпряжeниe мeжду стoкoм и истoкoм в 450, 600 может ли быть дaжe в 1200 вoльт, oднoгo случaйнoгo высoкoвoльтнoгo импульсa нa стoкe может найтись достаточно для выхода дорогостоящего (аж и высоковольтного) ключа изо строя. Да а ещё и соседние элементы схемы, начиная дефицитный драйвер, могут попасть лещадь удар.

Такое зуон сразу приведет к куче проблем: идеже достать аналогичный радиоприемник? Есть ли возлюбленный сейчас в продаже? Неравно нет, то рано ли появится? Насколько качественным окажется последний полевик? Кто, эпизодически и за какие финансы возьмется все сие перепаивать? Как неделями продержится новый родничок и не повторит ли некто судьбу своего предшественника? и т. д. и т. п.

В любом случае даст сто сразу перестраховаться, и ещё раз на этапе проектирования устройства остаканенный меры для предотвращения подобных неприятностей для корню. Благо, всеизвестно надежное, недорогое и простое в своей реализации постановление на пассивных компонентах, ((очень) давно ставшее популярным ровно у любителей высоковольтной с позиции силы техники, так и у профессионалов. Голос о простейшем RCD-снаббере.

Традиционно во (избежание импульсных преобразователей, в гора стока транзистора включена индуктивность первичной обмотки трансформатора иль дросселя. И при резком запирании транзистора в условиях, когда-нибудь коммутируемый ток пока еще не понизился задолго. Ant. с безопасной величины, сообразно закону электромагнитной индукции нате обмотке возникнет высокое сила, пропорциональное индуктивности обмотки и скорости перехода транзистора с проводящего состояния в запертое.

Если бы фронт при этом хорошо крут, а общая индуктивность обмотки в железы стока транзистора существенна, ведь высокая скорость нарастания напряжения посредь стоком и истоком недолговременно приведет к катастрофе. Дай вам эту скорость роста напряжения убавить и облегчить тепловой правила запирания транзистора — промежду стоком и истоком защищаемого ключа ставят RCD-снаббер.

Точь в точь работает RCD-снаббер

RCD-cнаббер работает следующим образом. В фаза запирания транзистора поток первичной обмотки, в силу наличия у нее индуктивности, приставки не- может мгновенно уменьшиться до нуля. И награду того чтобы жечься транзистор, заряд, перед действием высокой ЭДС, устремляется чрез диод D в конденсатор C снабберной оковы, заряжая его, а филдистор при этом закрывается в мягком режиме незначительного тока спустя его переход.

Идеже транзистор вновь начнет разворачиваться (резко переходя в проводящее порядок для отработки очередного периода коммутации), вариконд снаббера станет выряжаться, но уже приставки не- через голый радиоприемник, а через снабберный варистор R. А так как протест снабберного резистора в изрядно раз больше сопротивления перехода слив-исток, то основная отрезок запасенной в конденсаторе энергии выделится вот то-то и оно на резисторе, а мало-: неграмотный на транзисторе. Таким образом RCD-снаббер поглощает и рассеивает энергию паразитного высоковольтного выброса c индуктивности.

Счеты снабберной цепи

P – могущество, рассеиваемая на резисторе снаббера C – отстойник конденсатора снаббера t – промежуток времени запирания транзистора, ради которое конденсатор снаббера заряжается U – максимальное стресс, до которого зарядится теплообменник снаббера I – поток через транзистор раньше его закрытия f- какое количество раз в секунду пора и честь знать срабатывать снаббер (колебание переключения транзистора)

Дай тебе рассчитать номиналы элементов защитного снаббера, в целях начала задаются временем, вслед которое транзистор в данной схеме переходит изо проводящего состояния в запертое. Ради это время триммер снаббера должен уложиться в срок зарядиться через диод. После этого в расчет принимается пороха не выдумает ток силовой обмотки, ото которого предстоит защищаться. А напряженность питания обмотки преобразователя позволит иметь на примете конденсатор с подходящим максимальным напряжением.

Позже необходимо вычислить пропускная способность, которая должна хватит рассеиваться на резисторе снаббера, и ранее после этого прибрать конкретный номинал резистора, исходя изо временных параметров полученной RC-оковы. При том протест резистора не нельзя не быть слишком малым, так чтобы когда при запирании ключа триммер начнет разряжаться выше него, импульс максимального разрядного тока воедино с рабочим током невыгодный превысили бы критическую в целях транзистора величину. Никак не должно это возражение быть и слишком большим, ради конденсатор все но успел разрядиться, покуда)) транзистор отрабатывает положительную остатки рабочего периода.

Рассмотрим сравнение

Сетевой двухтактный обращатель (амплитуда напряжения питания 310 поворот) потребляющий мощность 2 кВт работает в частоте 40 кГц, притом максимальное напряжение в обществе стоком и истоком пользу кого его ключей составляет 600 поворот. Необходимо рассчитать RCD-снаббер во (избежание этих транзисторов. Пускай время запирания транзистора в схеме составляет 120 нс.

Нич ток обмотки 2000/310 = 6,45 А. Черт с ним напряжение на ключе безлюдный (=малолюдный) превысит 400 передергивание. Тогда C = 6,45*0,000000120/400 = 1,935 нФ. Выберем пленочный триммер емкостью 2,2 нФ нате 630 вольт. Дюжесть, поглощаемая и рассеиваемая каждым снаббером из-за 40000 периодов составит P = 40000*0.0000000022*400*400/2 = 7,04 W.

Ну, минимальная скважность импульса получай каждом из двух транзисторов составляет 30%. Получается минимальное время открытого состояния каждого транзистора брось равно 0,3/80000 = 3,75 мкс, с учетом фронта допустим 3,65 мкс. Допустим 5% этого времени ради 3*RC, и пусть за сие время конденсатор успеет мала) полностью разрядиться. В таком разе 3*RC = 0,05*0,00000365. Отсюда (подставим C = 2.2 нФ) получим R = 27,65 Ом.

Установим точно по два пятиваттных резистора сообразно 56 Ом синхронно в каждый снаббер нашего двухтактника, и получится 28 Ом в целях каждого снаббера. Пульсирующий ток от срабатывания снаббера около разряде конденсатора вследствие сопротивление составит 400/28 = 14,28 А — сие ток в импульсе, какой-нибудь пройдет через радиоприемник в начале каждого периода. Га документации на превалирующая популярных силовых транзисторов, максимально дозволенный импульсный ток с целью них превосходит наименьший средний ток плохо-плохо в 4 раза.

Что касается диода, ведь в схему RCD-снаббера ставиться импульсионный диод на такое а максимальное напряжение точно у транзистора, и способный в импульсе переносить максимальный ток, протекающий чрез первичную цепь данного преобразователя.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте частик умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-альма-матер от GeekBrains:

Кафедра Интернет вещей

Ваша милость сможете:

Изучить C, машины отладки и программирования микроконтроллеров;
Взять опыт работы с реальными проектами, в команде и единолично;
Получить удостоверение и договор, подтверждающие полученные ученость.

Starter box для первых экспериментов в инам!

После прохождения курса в вашем портфолио бросьте: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная силок устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-управляющее устройство), устройство контроля влажности воздуха, дефинитив умного полива растений, организация контроля протечки воды…

Ваш брат получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный цертификат, которые можно прибросить в портфолио и показать работодателю.

Подробнее тут. Ant. там:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Гнездо