Aşırı ısınma, aşırı gerilim, aşırı akım veya gerilim veya akım anahtarlama cihazlarında aşırı değişiklik ve devre bileşenleri arızalanabilir. Aşırı akımdan, sigortaları uygun yerlere yerleştirerek korunabilirler. Isı alıcıları ve fanlar, aşırı ısıyı anahtarlama cihazlarından ve diğer bileşenlerden uzaklaştırmak için kullanılabilir. Gerilim veya akımdaki değişim oranını sınırlamak için snubber devrelerine ihtiyaç vardır ( in / dt veya dv / dt ) ve açma ve kapama sırasında aşırı voltaj. Bunlar, korumanın yanı sıra performansı iyileştirmek için yarı iletken cihazlara yerleştirilir. Statik dv / dt bir tristörün bir geçici gerilim etkisi altında bir blokaj durumunu muhafaza etme yeteneğinin bir ölçüsüdür. Bunlar ayrıca ark oluşumunu önlemek için röleler ve anahtarlar arasında da kullanılır.
Snubber Devresini Kullanma Gerekliliği
Bunlar, transistörler, tristörler, vb. Gibi çeşitli anahtarlama cihazlarına yerleştirilir. AÇIK durumdan KAPALI duruma geçmek, cihazın empedansının aniden yüksek değere değişmesine neden olur. Ancak bu, anahtarın içinden küçük bir akımın geçmesine izin verir. Bu, cihaz boyunca büyük bir voltaj oluşturur. Bu akım daha hızlı bir oranda düşerse, cihaz boyunca indüklenen voltaj daha fazladır ve ayrıca anahtar bu gerilime dayanamazsa, anahtar yanar. Bu nedenle, bu yüksek indüklenen gerilimi önlemek için yardımcı yola ihtiyaç vardır.
Benzer şekilde, KAPALI durumdan AÇIK durumuna geçiş yapıldığında, akımın anahtarın alanı boyunca eşit olmayan şekilde dağılması nedeniyle aşırı ısınma meydana gelecek ve sonunda yanacaktır. Burada ayrıca alternatif bir yol yaparak başlangıçtaki akımı azaltmak için sönümleyici gereklidir.
Anahtarlama modundaki engelleyiciler, aşağıdaki işlevlerden birini veya birkaçını sağlar
- Bipolar anahtarlama transistörünün yük hattını güvenli çalışma alanında tutmak için şekillendirin.
- Açma ve kapatma geçici durumları sırasında voltaj ve akımların azaltılması.
- Bir anahtarlama transistöründen enerjiyi uzaklaştırır ve bağlantı sıcaklığını düşürmek için enerjiyi bir dirençte dağıtır.
- Geçici durumlar sırasında voltaj ve akım değişim oranını sınırlama.
- Anahtarlama transistöründeki tepe voltajını sınırlamak ve frekanslarını düşürmek için zil sesini azaltın.
RC Snubber Devrelerinin Tasarımı:
RC, diyot ve katı hal engelleyicileri gibi birçok tür engelleyici vardır, ancak en yaygın kullanılanı RC durdurucu devresidir. Bu, hem yükselme kontrol hızı hem de sönümleme için geçerlidir.
Bu devre, bir anahtara bağlı bir kapasitör ve seri dirençtir. Snubber devrelerini tasarlamak için. Snubber direncinde dağılacak enerji miktarı, kapasitörlerde depolanan enerji miktarına eşittir. Anahtarın karşısına yerleştirilen bir RC Snubber, kapanma sırasında tepe voltajını azaltmak ve halkayı yakmak için kullanılabilir. Bir RC söndürücü devresi polarize olabilir veya polarize olmayabilir. Kaynağın ihmal edilebilir empedansa sahip olduğunu varsayarsanız, söndürücü devresindeki en kötü durum tepe akımı
I = Vo / Rs ve Ben = C.dv / dt
İleri Polarize RC Snubber Devresi
Uygun bir ileri polarize RC durdurucu devresi için bir tristör veya bir transistör bir anti-paralel diyot ile bağlanır. R ilerlemeyi sınırlayacak dv / dt ve R1, transistör Q1 açıldığında kapasitörün deşarj akımını sınırlar. Bunlar, gerilimi sıkıştırmak için aşırı gerilim durdurucuları olarak kullanılır.
Ters Polarize RC Snubber Devresi
Ters polarize söndürücü devresi, tersi sınırlamak için kullanılabilir dv / dt . R1, kapasitörün deşarj akımını sınırlayacaktır.
Polarize olmayan bir söndürücü devre
Anti-paralelde bir çift anahtarlama cihazı kullanıldığında, polarize olmayan bir söndürücü devre kullanılır. Direnç ve kapasitör değerlerini belirlemek için basit bir tasarım tekniği kullanılabilir. Bunun için optimum bir tasarıma ihtiyaç vardır. Bu nedenle karmaşık bir prosedür kullanılacaktır. Bunlar tristörleri korumak ve korumak için kullanılabilir.
Kondansatör seçimi:
Snubber kapasitörleri, yüksek tepe ve RMS akımlarına ve yüksek dv / dt . Bir örnek, tipik bir RCD durdurucu kapasitördeki açma ve kapama akım artışlarıdır. Darbe, yüksek tepe ve RMS genliklerine sahip olacaktır. Durdurucu kapasitör iki gereksinimi karşılamalıdır. İlk olarak, söndürücü kapasitörde depolanan enerji, devrenin endüktansındaki enerjiden daha büyük olmalıdır. İkinci olarak, söndürücü devrelerin zaman sabiti, beklenen en kısa süreye kıyasla, genellikle açık sürenin% 10'u kadar küçük olmalıdır. Direncin zil frekansında etkili olmasına izin vererek, bu kapasitör anahtarlama frekansındaki dağılmayı en aza indirmek için kullanılır. En iyi tasarım, kondansatörün empedansının seçilmesidir, zil frekansındaki dirençle aynıdır.
Direnç seçimi:
RC snubber'daki R'nin düşük öz endüktansa sahip olması önemlidir. R'deki endüktans tepe voltajını artıracak ve söndürücünün amacını bozma eğiliminde olacaktır. Snubber'da R için düşük endüktans da arzu edilecektir, ancak bu kritik değildir, çünkü küçük bir indüktans miktarının etkisi, C'nin sıfırlama süresini hafifçe arttırmaktır ve açıldığında anahtartaki tepe akımı düşürecektir. Normal R seçimi genellikle karbon bileşimi veya metal filmdir. Direnç güç kaybı, R direncinden bağımsız olmalıdır, çünkü kapasitördeki voltajın her geçişinde fren kapasitöründe depolanan enerjiyi dağıtır. Direnci karakteristik empedans olarak seçersek, zil sesi iyi sönümlenir.
Hızlı tasarımı optimum tasarımla karşılaştırırken, gerekli frenleme direncinin güç kapasitesi azalacaktır. Genellikle “Hızlı” tasarım, nihai tasarım için tamamen yeterlidir. 'Optimum' yaklaşıma gitmek, yalnızca güç verimliliği ve boyut kısıtlamaları optimum tasarım ihtiyacını belirlerse mümkündür.
RC Snubber Devrelerinin Kullanımı:
Yukarıda belirtildiği gibi işlevselliği nedeniyle, Tristörler, Triyaklar ve röleler, voltaj yükselmesini kontrol etmek için sönümleyici devrelere ihtiyaç duyuyordu.
Gerilim değişim oranını kontrol etmek için devre şeması
Ayrıca sönümleme faktörü seçilebilir. Daha yüksek bir sönümleme faktörü, salınım devresinde daha kısa bir salınım süresine yol açacaktır. Yukarıdaki devre şemasında, kapatmada tepe voltajını düşürmek ve halkayı yakmak için bir söndürücü devre yerleştirilmiştir.
