Karakteristike i primjena snubber kondenzatora

Što je snubber kondenzator?

A snubber kondenzator , također poznat kao međuspremnik kondenzator , posebna je vrsta kondenzatora koji se koristi za suzbijanje skokova napona u krugu , smanjenje elektromagnetskih smetnji i zaštitu sklopnih uređaja . Obično je spojen u seriju s otpornikom, a zatim paralelno preko sklopnog uređaja (kao što je IGBT, MOSFET ili tiristor) kojem je potrebna zaštita ili preko čvora koji doživljava val napona.
Njegova temeljna funkcija nije davanje energije, već "upijanje" ili "amortiziranje" štetne, trenutne prekomjerne energije.

Ključne karakteristike

Karakteristike prigušnog kondenzatora određuju njegovu izvedbu i primjenjive scenarije. Njegove glavne karakteristike su sljedeće:

1. Otpornost na visoki napon i visok puls

Mora biti u stanju izdržati trenutne skokove visokog napona koji su mnogo viši od normalnog radnog napona kruga.
Njegov dizajn i materijali omogućuju mu da izdrži opetovane strujne impulse visokog intenziteta bez oštećenja.

2. Niski ekvivalentni serijski induktivitet

Ovo je jedan od kritičnih parametara prigušnog kondenzatora. Naponski skokovi mijenjaju se iznimno brzo, a ako je parazitni induktivitet kondenzatora prevelik, spriječit će brzu promjenu struje, čime neće uspjeti apsorbirati skok na vrijeme.

Za smanjenje ESL-a, prigušni kondenzatori obično koriste posebne strukture, kao što su:

Laminirane strukture tankog filma, kao što su polipropilenski filmski kondenzatori, često su korišteni prigušivači kondenzatora.

Ravni paket: Smanjuje područje strujne petlje, čime se smanjuje induktivitet.

Višepinski dizajn: Pruža paralelne unutarnje veze, dodatno smanjujući ESL i ekvivalentni serijski otpor.

3. Nizak ekvivalentni serijski otpor

Nizak ESR znači da kondenzator stvara manje topline kada apsorbira energiju, što rezultira visokom učinkovitošću i dugim vijekom trajanja.
U visokofrekventnim sklopnim aplikacijama, porast temperature uzrokovan ESR-om jedan je od glavnih uzroka kvara kondenzatora.

4. Visoka stabilnost i dug životni vijek

prigušivači kondenzatora rade u teškim električnim okruženjima i zahtijevaju stabilnost temperature, frekvencijske karakteristike i dug radni vijek. Polipropilenski filmski kondenzatori su izvrsni u ovim aspektima.

5. Sposobnost brzog odgovora

Može brzo reagirati na promjene napona na razini nanosekunde i puniti i prazniti na vrijeme.

Osnovna funkcija i princip rada

Jednostavno rečeno, prigušni kondenzator koristi temeljnu karakteristiku da se napon preko kondenzatora ne može naglo promijeniti.
Kada dođe do skoka napona: kondenzator osigurava stazu niske impedancije, trenutačno apsorbirajući (puneći) višak naboja generiran šiljkom, čime se "izravnava" vršni napon.

Nakon što skok napona prođe: kondenzator polako otpušta (prazni) pohranjenu energiju preko otpornika spojenog u seriju s njim, raspršujući apsorbiranu energiju kao toplinu u otporniku.

Funkcija serijskih otpornika:

Ograničite struju pražnjenja kondenzatora kako biste spriječili stvaranje prekomjerne udarne struje na sklopnom uređaju kada je uključen.
Prigušenje se može postići LC rezonantnim krugom koji se sastoji od kondenzatora i parazitnog induktiviteta kruga kako bi se spriječile oscilacije.
Glavna područja primjene
Snubber kondenzatori naširoko se koriste u svim energetskim elektroničkim krugovima s brzim preklapanjem i induktivnim opterećenjima.

1. Preklopno napajanje
Koristi se za apsorbiranje skokova napona na tranzistorima za prebacivanje snage, zaštitu MOSFET-a ili IGBT-a, smanjenje šuma pri prebacivanju i poboljšanje elektromagnetske kompatibilnosti.

2. Motorni pogoni i pretvarači frekvencije
U inverterskom mostu, prekoračenje napona povezano je paralelno s energetskim uređajima kao što su IGBT-ovi kako bi se suzbio prekoračenje napona tijekom prebacivanja, što je uglavnom uzrokovano induktivnim opterećenjima kao što su motori i parazitska induktivnost u vodovima. Ovo je ključno za zaštitu skupih modula napajanja.

3. Krug korekcije faktora snage
U PFC krugovima za pojačanje, krugovi međuspremnika pomažu uglađivanju napona na sklopnim čvorovima, poboljšavajući učinkovitost i pouzdanost.

4. Pretvarač/pretvarač
U opremi kao što su solarni pretvarači i UPS-ovi, koristi se za zaštitu glavnih sklopnih uređaja za napajanje i osiguranje stabilnog rada sustava.

5. Indukcijsko grijanje
Ove primjene uključuju visoku frekvenciju prebacivanja, veliku snagu i ekstremno visok napon i strujni stres, čineći prigušivače kondenzatorima bitnom zaštitnom komponentom.

6. Pogonski krug poluvodičkog lasera
Koristi se za suzbijanje skokova i zvonjenja impulsa pogonske struje, osiguravajući stabilnost i vijek trajanja laserskog izlaza.

7. Automobilska elektronika
U kontrolerima motora električnih/hibridnih vozila i DC-DC pretvaračima radna okolina je teška, a zahtjevi za pouzdanošću iznimno visoki, pa se naširoko koriste prigušni kondenzatori visokih performansi.

8. Indukcijsko kuhalo
Apsorpcija reverznog vršnog napona na tranzistoru snage tipična je jeftina aplikacija visoke pouzdanosti.