Ngày 09/04/2023 23:55:20 / Lượt xem: 1078 / Người đăng: Saonam Tronics / Tác giả: Nguyễn Đình Sơn

Tổng quan về mạch Snubber - Phần I

Các bạn kỹ thuật viên điện tử thường dùng oscillocope để đo "nhịp tim'' của mạch sw thỉnh thoảng hay gặp hình ảnh này ''điện áp thoáng đột biến và đổ chuông'', điều đó chứng tỏ rằng mạch điện đang gặp nhiều vấn đề nguy hại, nhiều, nhưng tôi tập trung 3 vấn đề chính sau:

1. Điện áp tăng đột biến gây ra nguy hiểm cho bán dẫn công suất, có thể vượt quá vùng SOA (các bạn có thể thấy VCC =3V, output trong mạch vọt lên trên 100V, nếu VCC=300 thì '.... toi)

2. Hiện tượng đổ chuông gây chất lượng nguồn trong mạch điện tử rất xấu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến yêu cầu cần thiết một nguồn sạch thuần DC như pin. Đúng vậy, sự đổ chuông, chẳng ai thích điều này cả.

3. Tốc độ dv/dt rất lớn, sinh ra EMI rất nguy hại cho chính bản thân thiết bị và cả hệ sinh thái điện xung quanh.

Hình 1. Mạch điện không chứa snubber

Nguyên nhân gây ra hiện tượng này, là do mạch LC bên trong linh kiện bán dẫn scr, mosfet, igbt khi turn-off xảy ra quá trình cộng hưởng điện, sự phóng nạp tụ, cuộn cảm (cuộn cảm khi tích điện áp, nó tạo thành một nguồn điện có sức điện động tỉ lệ thuận cảm kháng và tốc độ biến thiên dòng điện) đến cực cổng gây ra hiện tượng tự kích.

Để khắc phục, các mạch snubber được áp dụng để giảm quá áp, giảm dv/dt. Một Snubber tốt giúp loại bỏ hoàn toàn sự đổ chuông và EMI.

Mạch thường gặp sẽ là RC (hình 2) và bằng cách chèn thêm một diode sẽ cải thiện thêm loại bỏ EMI tại cạnh resin (hình 3-RCD snubber).

Hình 2. Mạch RC snubber

Hình 3. Mạch RCD snubber

Giải thích cơ chế tăng điện áp thoáng qua Colector-Emiter và đổ chuông xảy ra trong mạch nửa cầu tải thuần

Khi bật IGBT, dòng điện sẽ lưu trữ năng lượng trong điện cảm đi lạc của dây trên bố cục PCB. Năng lượng được lưu trữ cộng hưởng với điện dung và điện cảm ký sinh của IGBT và điều đó tạo ra dòng điện tăng đột biến.

Hình 4. Dạng sóng ngõ ra cấu trúc liên kết nửa cầu, không có mạch giảm sốc

Hình 5

Hình 5 minh họa đường đi của 'dòng điện đổ chuông' trong cấu trúc liên kết nửa cầu, có công tắc phía cao (CH-H) và công tắc phía thấp (CH-L). Khi CH-L turn on, dòng điện IMAIN chạy từ Vout qua điện cảm ký sinh LMAIN.

Khi tắt CH-L, IMAIN chạy qua vòng lặp bằng LMAIN , Cdc_link và điện dung ký sinh của CH-H và CH-L, như được hiển thị bằng đường chấm chấm. Trong đó Cdc_link là tụ điện số lượng lớn được đặt song song với đầu vào DC Buss-PGND. Trong quá trình tắt CH-L, điện áp tăng đột biến xảy ra trong Emiter của CH-L do hiện tượng cộng hưởng giữa LMAIN và điện dung ký sinh của IGBT .

Trên đây chỉ là một ứng dụng nhỏ của Snubber, một mạch vô cùng quan trọng có mặt dày đặc trong thiết bị điện, điện tử, nó được ứng dụng trong rất nhiều lãnh vực truyền tải, biến đổi điện năng như trạm điện lưới, thiết bị điện tử đến các thành phần rời rạc như Relay, Thyristor, Mosfet, IGBT, Transfomer ...v.v. Tôi dành cả 2 tiết học để giảng cho học viên về snubber mà không hết các vấn đề.

Giả sử bạn gỡ mạch snubber của Thyristor, nó sẽ tự kích dẫn không mong muốn ngay cả khi không có tín hiệu điều khiển vào gate bởi Thyristor có thể được kích dẫn bằng tốc độ biến thiên điện áp ở mức cao.

Nguyen Dinh Son - CEO Sao Nam Tronics

Tổng quan về mạch Snubber - Phần I

Giải thích cơ chế tăng điện áp thoáng qua Colector-Emiter và đổ chuông xảy ra trong mạch nửa cầu tải thuần

DIY - Mạch sạc acquy 12V tự ngắt đơn giản

TTP224 - IC 4 nút cảm ứng điện dung

Hướng dẫn sử dụng module SIM800, SIM900 : Cơ bản chung và các tập lệnh cơ bản

Mạch Dimmer điều khiển tải AC hoạt động như thế nào?

DIY bộ lọc nguồn điện (EMI) cho hệ thống âm thanh

Thông tin

Trợ giúp

Hỗ trợ khách hàng