הבנת הפגיעות של טריאק וצורך בהגנה על סנובר

Triacs (triode for Changening Current) הם מכשירים למחצה המשמשים נרחב יישומי בקרת כוח AC כגון dimmers אור, בקרים מהירות מוטורית, בקרים חום, וממסרים מוצקים. הם מציעים את היתרון של מעבר שני חצאים של גלנט AC עם אות שער יחיד, מה שהופך אותם לחסכוניים וקומפקטיים.

מעגל נחירות הוא רשת חשמלית שנועדה לספוג ולבטל את האנרגיה של ספייק מתח, להגביל את שיעור המתח על פני הטריק ולמנוע ממנו ממגבלות הפעלה בטוחות יותר. מאמר זה חוקר את התפקיד של מעגלים נוברבים בהגנה על טריאקים, כיסוי הפעולה שלהם, בחירת רכיב, שיקולים עיצוביים, וביצוע מעשי.

כיצד טריאקים נכשלים מתחת לוולפלקס סאנס

כדי להעריך את החשיבות של מעגלים עצביים, חיוני להבין את מנגנוני הכישלון של טריאקס. A triac מורכב מארבע שכבות של שינוי חומר P- ו N-type Semiconductor, יצירת מכשיל דו-צדדי, כאשר מתח קבוע עובר עם התמוטטות גבוהה של Dv / Dt מופיע מעבר למסוף הראשי, הצומת הפנימי יכול לגרום לעקירה נוכחית כי גורם נזקי דם, אפילו על פני השטח של 3DV העליון, אם הוא יכול להתרחש על פני השטח, אם הוא יכול להתרחש על פני השטח של החיתוך, אם הוא מופעל, אם הוא יכול להתרחש על פני השטח של הדימום, אם הוא הגורם, אם הוא מופעל על פני השטח של הדימום, אם הוא גורם, אם הוא גורם, או ריצוף, אם הוא מופעל על פני הדימום גבוה, אם הוא מופעל על פני הדימום גבוה, אם הוא יכול להתרחש על פני הדימום גבוה, אם הוא מופעל על פני הדימום, אם הוא יכול להתרחש על פני הדימום, אם הוא מופעל על פני השבר / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / Dv / DVDt מופיע

עומסים אינדוקטיביים – כגון מנועים, מסובכים ובודדים – הם בעייתיים במיוחד משום שכאשר הזרם מופרע, השדה המגנטי המתפורר מייצר ספייק הפוך גבוה. בדומה, מעבר לעומס התנגדות בשיא מחזור AC יכול ליצור יתרון מתח חד. סנובר מטפל בנושאים אלה על ידי מתן נתיב מופחת לאנרגיות של אנרגיה, להאט את רמת הלחץ להגדלת לחץ בטוח.

עקרונות יסוד של מעגלים סנוברים

מעגל נחירות פועל על ידי הצגת עיכוב זמן במתח העולה על פני הטריק, ביעילות להפחית את dV / dt לערך מתחת לשיעור הקריטי של המכשיר.התצורה הנקובבר הנפוץ ביותר הוא רשת RC: התנגדות (R) בסדרה עם קפיטל (C), ממוקם במקביל עם הטרמינל הראשי של הטריאק.

כאשר מתרחש ספייק מתח, capacitor גובה במהירות, להסיט את הזינוק הנוכחי מן הטריק.ההתנגדות לאחר מכן מתפזר את האנרגיה המאוחסן כמו חום במהלך המחצית הבאה.הזמן קבוע ⁇ = R × C קובע את יעילותו של הנשר: זמן ארוך יותר מספק דיכוי ד"ר / dt טוב יותר, אבל גדול מדי קפירטור יכול להגדיל את הכוח וגורם מופרז בלחצות.

DV / DV / DV / Nubber Design Goal

כל גיליון נתונים של טריאק מציין דירוג dV / dV קריטי, בדרך כלל בין 50 V / מיקרו ו 200 V / מיקרו עבור מכשירים סטנדרטיים, גבוה יותר עבור סוגים ברמת לוגיקה או נחירות ללא נחירות.הנחבר חייב להבטיח כי שיעור המתח העולה על פני הטריק נשאר הרבה מתחת לגבול זה בתנאים הגרועים ביותר.

מיצגים של מעגל סנובר: בחירה ו Sizing

מעגל נינוח יעיל עבור טריאק בדרך כלל מורכב שלושה אלמנטים: התנגדות, קיבולטור, ואופציונלית a diode עבור דיכוי transientional transientional.הסעיפים הבאים כל אחד מהתפקיד של רכיב וקריטריונים עיצוב.

Capacitor (C)

ה- capacitor הוא רכיב אחסון האנרגיה העיקרי.ערך שלו קובע כמה מטען ניתן נספג במהלך transient. A טיפוסי טווח בחירה נע בין 0.01 μF ל 0.47 μF עבור מעגלים תלת-עוצמה נמוכה (עד כמה amperes) ועד 1 μF או יותר עבור דירוגים נוכחיים גבוהים יותר.

(ב) ,הערך של קיבול נקבע לעתים קרובות באופן אמפירי או באמצעות הנוסחה: C=IFreaveLT:0 (LLimalFLT:1 × (dV/dt) ,2critFLT 3: / (Vreaph:4peakFLT: 5 × 10LT6PSKF 7), שבו ייתכן צורך ב-A1 מיקרו-F3, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, 10 LT 10.

Resistor (R)

(ההתנגדות מגבילה את זרם השחרור כאשר הטריק מופעל ומחבק את נקודות הוסצילציה.ערך שלו הוא בדרך כלל בין 10 ⁇ ל-100 ⁇ עבור עיצובים בעלי כוח נמוך, אבל יכול להיות גבוה יותר עבור טריקטורים גדולים יותר להגביל את הניתוק כוח.הדירוג הכוח חייב לקחת בחשבון עבור ⁇ 2x2x2 = RLT2 ל- Rp = 2 = Rp) ל- 2 {\displaystyle 2x2=p} LT2=R.

המתנגד גם תורם להפחתה של dV/dt בטריאק ניתן להשוות כ- VFLT:0peakphFLT:1 / (R × C) עבור VFLT:2peakFLT 3= 325 V, R= 100 ⁇ , ו- C=μ, dV / d / ⁇ / ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , הוא גם 3.

דיפלו

ב-RC-diode snubber, דיפולה מהירה ממוקמת במקביל עם המתנגד, מכוון להתנהגות במהלך ה- transient.סידור זה מספק נתיב קליט נמוך עבור הספייק, ועדיין מגביל את הפרשות הנוכחיות דרך המתנגד כאשר הטריק פועל.זה שימושי במיוחד עבור דיכוי טראנסים חד-קוטביים (למשל, מ- DC-ducing) אך גם כן יש לשפר את הביצועים הקצרים.

סוגים של מעגלים סנוברים עבור Triacs

קיימות מספר תצורה של נחירות, כל אחת מתאימה ליישומים שונים.הנפוצות הן ה-RC snubber ו-RC-diode snubber, כאמור, R-רק רוטבר (רק התנגדות) משמש לעתים אך הוא פחות יעיל כי אין אחסון אנרגיה. C-רק נחירות (רקב) יכול לגרום גבוה במברשות ובקושי מומלץ: מתחת להשוואה.

  • (ב) [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה]]] [ה]]]] [ה]]] [ה]]]הבחירה הסטנדרטית של עומסי AC. היא מספקת הן דיכוי ד"ר ומציקה.
  • (FLT:0)RC-Diode Snubber:FreaLT:1) מוסיף דיודה כדי לדגום את המתח הפוך, בשימוש יעיל יותר כאשר העומס מייצר ספייקים אסימטריים חזקים, למשל, בממסר סלילים או כונן מנוע מסוים.
  • (FLT:0) ה-RC סנובר עם Zener:03F1) משמש לעתים ליישומים בעלי ערך גבוה שבהם יש צורך בדגימה מדויקת, אך מוסיף מורכבות.

לקריאה נוספת, ה- 0(01:0)on Semiconductor Note ו-8028FLT:1 מספק סקר מעולה של מעגלים נובארים עבור שלך.

המונחים: Snubber Circuits

תכנון מעגל נחירות דורש שיקול זהיר של מאפייני העומס, סביבת התפעול, ואת המפרטים של הטריק.

המונחים: inductance

(הדגשה המעניינת ביותר) היא זמן קבוע (RC) של ה-[[הזמן]] (RC) יש להתאים ל-Rancy rveFLT:0loadearFLT:1) כדי למקסם את לחותו של מדריך כללי הוא לבחור RC= (RLT:2loadFLT 3 × L) / משהו אמפיבי הוא לעתים קרובות צורך ב-Furerative.

תדירות

ביישומים כמו dimmers או ממריצים מהירות המעריצים, הטריק עשוי להיות מחלף פעמים רבות בשנייה.כל אירוע מעבר מדגיש את החרוטב. שיעורי החזרה גבוהים להגדיל את capacitor ומתנגד לפיזור כוח.מעצבים חייבים להבטיח שמרכיבים מדורגים עבור מחזור החובה הגרוע ביותר.עבור מעגלי בקרה של שלב, החרוטבר פועל חלק של קו AC אפילו במצב יציב, הוספת חום.

אנרגיה

האנרגיה של טראנס יחיד ניתן להעריך כ- E=0.5 × Crea VFLT:0spikeFLT:12.המתנגד חייב לנתק את האנרגיה הזו כמו חום.לדוגמה, 0.1 מיקרוF capacitor מואשם 500 V חנויות 12.5 מ"ג'.אם הטריאק מתג ב-120 פעמים לשנייה, הכוח הממוצע הוא 1.5 W.

עקבו אחרי Voltage Ratings

תמיד לפענוח מתח capacitor. השתמש מינימום של 630 VDC עבור 230 מערכות VAC. Resistors צריך להיות דירוג מתח גבוה (למשל, 350 V או יותר) כדי למנוע קשת בין מוביל. במעגלים גבוהים (למשל 480 VAC), קפיצות סרט אינטנסיביות מיוחדות ומתנגדים עם זחלים ארוכים יותר נדרשים.

המונחים:

יש להציב רכיבים סנובר קרוב ככל האפשר למסוף הטריק כדי למזער את החדירה הטפילית בעקבות PCB. Long מוביל יכול להביס את מטרת הנשר על ידי הצגת אינדוקציה נוספת כי resonates עם capacitor. Surface-עליון עם עקבות קצרות הם אידיאליים.

נושאים מתקדמים: Triacs ללא סניפי והגנה חלופית

הטכנולוגיה המודרנית של Semiconductor יצרה טריאקים "ללא ספק" (ללא ספק) אשר יש להם יכולת גבוהה יותר DV / DV / קשקשים (לעיתים קרובות מעל 1000 V / מיקרו) והם פחות נוטים להדק כוזב.המכשירים האלה יכולים לפעול ללא נחירות חיצונית ביישומים רבים, מפשט עיצוב וצמצום רכיב.עם זאת, הם אינם חסינים מפני כל הטראנסים; אם האנרגיה הגדלה היא עדיין צומת מועיל למנוע צומת עדיין להיות צומת.

שיטות הגנה אחרות כוללות מדכאי מתח טראנסיים (TVS diodes) ו-Cor-oxide varistors (MOVs) ממוקמים מעבר לקו או על פני הטריק. MOVs סופגים גלי אנרגיה גבוהה אבל יש זמן תגובה איטי יותר בהשוואה ל- snubber. שילוב של נחירות מהירה עבור dV / ed Control ו- MOV עבור אנרגיה clamping מספק הגנה חזקה.

דוגמה לעיצוב מעשי: אור מבוסס טריאק

(הופנה מהדף 600 Wנגדי-incandescent Light dimmer פועל על 230 VAC. הטריק עשוי להיות BT 136 (rated 16 A, קריטי dV / dV / dt = 100 V / מיקרו) עיצוב ניטר טיפוסי משתמש 0 μF, 630 VDCpropylene capacitor בסדרה עם ציון 39, 1 W מתכת התנגדות.

אם העומס הוא 500 VA הופך להזנה של halogen מטהlights, הנורבבר עשוי להיות גדל ל-0.2 μF ו 47 ⁇ כדי לטפל בהשכלה גבוהה יותר.בדיקה עם אוקטסקופ על מסוף MT1-MT2 של טריאק מומלץ לאמת dV / dt ושיא מתח.

טעויות נפוצות וכיצד להימנע מהן

מהנדסים חדשים לעיצוב נחירות לעתים קרובות נופלים לתוך המלכודות האלה:

  • (FLT:0) יתר על כן, קיבול גדול: FLT:1 (שימוש ב capacitor גדול יותר מהנדרש מגביר את הניתוק כוח יכול לגרום הטריק להצמד בשל גבוה dV / dt כאשר capacitor מגיע לתוך נתיב של נחיתות נמוכה.
  • (FLT:0) אבחון התנגדות לדירוג כוח: 1FreaLT:1) מתנגד קטן עלול להתחמם יתר על המידה ולא לפתוח, להערים על הנקובבר.תמיד לחשב את RMS הנוכחי ולבחור התנגדות עם יכולת הדופק נאותה.
  • (FLT:0) ,Negting PCB parasitics: ⁇ 1) A snubber ממוקם רחוק מן הטריק עשוי להיות לא יעיל.
  • (FLT:0) שימוש בכריית קרמיקה: ריצוף 1: 1), צפי צפירים (במיוחד X7R או Z5U) יכולים להיות בעלי הפסדים גבוהים ועשויים להידרדר תחת מתח AC.
  • (FLT:0) העלאת החרוטב במעגלים החיצוניים:FLT:1 בתצורה של נהגי שער מבודדים, יש עדיין להציב את ה-Savber ישירות מעבר לטריאק, לא באמצעות העומס.

מסקנה

מעגלים סנקוברים נשארים טכניקה בסיסית להגנה על טריאקים מפני מתחים ולהבטיח שליטה אמינה של כוח AC. על ידי בחירת ערכי התנגדות נאותה ו capacitor, מהנדסים יכולים להגביל ביעילות dV / dt, לספוג אנרגיה טרנספורמטיבית, ולמנוע טריקציה כוזבת או כשלון קטסטרופלי. בעוד שטריאקים מודרניים לאזן את הצורך רכיבים חיצוניים, נחירות מעוצבת היטב מוסיפה שכבה נוספת של יעילות של תהליך ניקוי חשמלי, במיוחד, במיוחד, ללא שינוי, ללא שינוי יעיל.