RCD šņabis - darbības princips un aprēķina piemērs

Iemesls, kāpēc viņi ķērās pie ņurdēšanas

Izstrādājot strāvas impulsa pārveidotāju (īpaši jaudīgām push-pull un topological ierīcēm, ja pārslēgšanās notiek cietos režīmos), ir jārūpējas par to, lai strāvas slēdži tiktu aizsargāti no sprieguma pārtraukuma.

Neskatoties uz to, ka lauka darbu dokumentācija norāda maksimālo spriegumu starp kanalizāciju un avotu pie 450, 600 vai pat 1200 voltiem, ar vienu izlases veida augstsprieguma impulsu kanalizācijā var būt pietiekami, lai salauztu dārgo (pat augstsprieguma) taustiņu. Turklāt var tikt uzbrukuši blakus esošie shēmas elementi, ieskaitot ierobežoto draiveri.

Šāds notikums nekavējoties radīs ķekars problēmu: kur iegūt līdzīgu tranzistoru? Vai tas ir nopērkams tagad? Ja nē, kad tas parādīsies? Cik labi būs jaunie lauka darbi? Kurš, kad un par kādu naudu uzņemsies to visu pielodēt? Cik ilgi ilgs jaunais taustiņš un vai tas neatkārtos sava priekšgājēja likteni? utt. un tā tālāk.

Jebkurā gadījumā labāk ir būt drošam uzreiz, un pat ierīces projektēšanas posmā veiciet pasākumus, lai novērstu šādas nepatikšanas pašā saknē. Par laimi, jau ilgu laiku ir zināms uzticams, lēts un viegli realizējams pasīvo komponentu risinājums, kas ir kļuvis populārs gan augstsprieguma barošanas iekārtu faniem, gan profesionāļiem. Tas ir par vienkāršāko RCD šņabīti.

Parasti attiecībā uz impulsu pārveidotājiem transformatora vai induktora primārā tinuma induktivitāte ir iekļauta tranzistora kanalizācijas ķēdē. Un ar asu tranzistora izslēgšanu apstākļos, kad ieslēgtā strāva vēl nav samazinājusies līdz drošai vērtībai, saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas likumu uz tinuma parādīsies augsts spriegums, kas ir proporcionāls tinuma induktivitātei un tranzistora ātrumam no vadošā stāvokļa uz bloķēto stāvokli.

Ja priekšpuse ir pietiekami stāva, un tinuma kopējais induktivitāte tranzistora kanalizācijas ķēdē ir ievērojama, tad augsts sprieguma pieauguma ātrums starp kanalizāciju un avotu uzreiz novedīs pie katastrofas. Lai samazinātu un atvieglotu šo tranzistora bloķēšanas termisko pieauguma ātrumu, starp notekas un aizsargātās atslēgas avotu tiek ievietots RCD šņabis.

Kā darbojas RCD šņabis?

RCD šņabis darbojas šādi. Brīdī, kad tranzistors ir bloķēts, primārā tinuma strāva tā induktivitātes dēļ nevar uzreiz samazināties līdz nullei. Un tā vietā, lai sadedzinātu tranzistoru, lādiņš, darbojoties ar augstu EML, caur diodi D steidza ķēdes kondensatoram C, uzlādējot to, un tranzistors caur savu pāreju noslēdzas nelielas strāvas mīkstā režīmā.

Kad tranzistors sāks atkal atvērties (pēkšņi pārejot uz nākamo pārslēgšanās periodu), šņabja kondensators tiks izlādēts, bet ne caur tukšu tranzistoru, bet gan caur šņabja rezistoru R. Un tā kā šņabja pretestības pretestība ir vairākas reizes lielāka nekā krustojuma pretestība avots, tad galvenā kondensatorā glabātās enerģijas daļa tiks piešķirta tieši uz rezistora, nevis uz tranzistora. Tādējādi RCD šļūcējs absorbē un izkliedē nepatiesa augstsprieguma pārsprieguma c induktivitātes enerģiju.

Snubber ķēdes aprēķins

P ir strāvas pretestībā izkliedētā jauda C ir šņabja kondensatora kapacitāte t ir tranzistora bloķēšanas laiks, kura laikā tiek uzlādēts šņabja kondensators U ir maksimālais spriegums, pie kura tiek uzlādēts šņabja kondensators, I ir strāva caur tranzistoru, līdz tas aizveras f - cik reizes sekundē ķērējs (tranzistora pārslēgšanās frekvence)

Lai sāktu aprēķināt aizsargājošo šņabja elementu vērtības, tos iestata ar laiku, par kuru tranzistors šajā ķēdē pāriet no vadošā stāvokļa uz bloķētu stāvokli. Šajā laikā noturīgajam kondensatoram ir jābūt laikam uzlādēšanai caur diodi. Šeit tiek ņemta vērā jaudas tinuma vidējā strāva, no kuras tas ir jāaizsargā. Un pārveidotāja tinuma barošanas spriegums ļaus jums izvēlēties kondensatoru ar piemērotu maksimālo spriegumu.

Tālāk jums jāaprēķina jauda, ​​kuru izkliedēs šņabja rezistors, un pēc tam, pamatojoties uz iegūtās RC shēmas laika parametriem, atlasiet konkrēto rezistora vērtību. Turklāt rezistora pretestībai nevajadzētu būt pārāk mazai, lai tad, kad kondensators sāk izlādēties caur to, maksimālais izlādes strāvas impulss kopā ar darba strāvu nepārsniegtu tranzistora kritisko vērtību. Šai pretestībai nevajadzētu būt pārāk lielai, lai kondensatoram vēl būtu laiks izlādēties, kamēr tranzistors izstrādā pozitīvo darba perioda daļu.

Apskatīsim piemēru.

Tīkla push-pull invertors (barošanas sprieguma amplitūda 310 volti), kas patērē 2 kW, darbojas ar frekvenci 40 kHz, un maksimālais spriegums starp notekas un avota taustiņiem ir 600 volti. Šiem tranzistoriem ir jāaprēķina RCD šņabis. Ļaujiet tranzistora izslēgšanās laikam ķēdē būt 120 ns.

Vidējā tinuma strāva 2000/310 = 6,45 A. Ļaujiet atslēgas spriegumam nepārsniegt 400 voltus. Tad C = 6,45 * 0,000000120 / 400 = 1,935 nF. Mēs izvēlamies filmas kondensatoru ar ietilpību 2,2 nF pie 630 voltiem. Katra šņabja absorbētā un izkliedētā jauda 40 000 periodos būs P = 40 000 * 0,0000000022 * 400 * 400/2 = 7,04 W.

Pieņemsim, ka minimālais impulsa darba cikls katram no diviem tranzistoriem ir 30%. Tas nozīmē, ka katra tranzistora minimālais atvērtais laiks būs 0,3 / 80 000 = 3,75 μs, ņemot vērā priekšējo daļu, mēs ņemam 3,65 μs. Mēs ņemam 5% no šī laika 3 * RC, un šajā laikā kondensators ir gandrīz pilnībā izlādējies. Tad 3 * RC = 0,05 * 0,00000365. No šejienes (aizvietotājs C = 2,2 nF) mēs iegūstam R = 27,65 omi.

Katrā mūsu divtaktu trubā paralēli uzstādām divus piecus vatu rezistorus ar 56 omiem, un par katru blīkšķi iegūstam 28 omus. Impulsa strāva no šņabja darbības, kad kondensators izlādējas caur pretestību, ir 400/28 = 14,28 A - tā ir strāva impulsā, kas katra perioda sākumā iziet caur tranzistoru. Saskaņā ar populārāko tranzistoru dokumentāciju, maksimālā pieļaujamā impulsa strāva vismaz 4 reizes pārsniedz maksimālo vidējo strāvu.

Runājot par diodi, RCD šņabja ķēdē tiek ievietots impulsa diode ar tādu pašu maksimālo spriegumu kā tranzistoram, un tas impulsā spēj izturēt maksimālo strāvu, kas plūst caur šī pārveidotāja primāro ķēdi.