En raison d'une surchauffe, d'une surtension, d'une surintensité ou d'un changement excessif de tension ou de courant, les dispositifs de commutation et les composants du circuit peuvent tomber en panne. Des surintensités, ils peuvent être protégés en plaçant des fusibles à des endroits appropriés. Les dissipateurs de chaleur et les ventilateurs peuvent être utilisés pour éliminer l'excès de chaleur des appareils de commutation et d'autres composants. Des circuits d'amortissement sont nécessaires pour limiter le taux de changement de tension ou de courant ( dans / dt ou dv / dt ) et surtension pendant la mise sous tension et hors tension. Ceux-ci sont placés à travers les dispositifs à semi-conducteurs pour la protection ainsi que pour améliorer les performances. Statique dv / dt est une mesure de la capacité d'un thyristor à conserver un état de blocage sous l'influence d'un transitoire de tension. Ceux-ci sont également utilisés à travers les relais et les commutateurs pour éviter la formation d'arc.
Nécessité d'utiliser le circuit d'amortissement
Ceux-ci sont placés à travers les divers dispositifs de commutation tels que transistors, thyristors, etc. Le passage de l'état ON à l'état OFF entraîne une impédance de l'appareil passe soudainement à la valeur élevée. Mais cela permet à un petit courant de circuler à travers l'interrupteur. Cela induit une tension élevée aux bornes de l'appareil. Si ce courant est réduit à un rythme plus rapide, la tension induite aux bornes du dispositif et également si le commutateur n'est pas capable de supporter cette tension, le commutateur devient grillé. Un chemin auxiliaire est donc nécessaire pour éviter cette tension induite élevée
De même, lorsque la transition est de l'état OFF à l'état ON, en raison d'une distribution inégale du courant à travers la zone de l'interrupteur, une surchauffe aura lieu et finalement il sera brûlé. Ici aussi, un amortisseur est nécessaire pour réduire le courant au démarrage en faisant un chemin alternatif.
Les amortisseurs en mode de commutation offrent une ou plusieurs des fonctions suivantes
- Façonnez la ligne de charge d'un transistor de commutation bipolaire pour le maintenir dans sa zone de fonctionnement sûre.
- Réduire les tensions et les courants pendant les conditions transitoires de mise en marche et d'arrêt.
- Supprime l'énergie d'un transistor de commutation et dissipe l'énergie dans une résistance pour réduire la température de jonction.
- Limitation de la vitesse de variation de la tension et des courants pendant les transitoires.
- Réduisez la sonnerie pour limiter la tension de crête sur un transistor de commutation et abaisser leur fréquence.
Conception des circuits d'amortissement RC:
Il existe de nombreux types d'amortisseurs comme les amortisseurs RC, à diodes et à semi-conducteurs, mais le plus couramment utilisé est le circuit d'amortissement RC. Ceci s'applique à la fois au contrôle de la vitesse de montée et à l'amortissement.
Ce circuit est un condensateur et une résistance série connectés à travers un interrupteur. Pour la conception des circuits Snubber. La quantité d'énergie à dissiper dans la résistance d'amortissement est égale à la quantité d'énergie stockée dans les condensateurs. Un amortisseur RC placé sur l'interrupteur peut être utilisé pour réduire la tension de crête à la mise hors tension et pour éclairer l'anneau. Un circuit d'amortissement RC peut être polarisé ou non polarisé. Si vous supposez que la source a une impédance négligeable, le courant de crête le plus défavorable dans le circuit d'amortissement est
I = Vo / Rs et I = C.dv / dt
Circuit d'amortissement RC polarisé vers l'avant
Pour un circuit d'amortissement RC polarisé en direct approprié, un thyristor ou un transistor est connecté à une diode anti-parallèle. R limitera l'avant dv / dt et R1 limite le courant de décharge du condensateur lorsque le transistor Q1 est passant. Ceux-ci sont utilisés comme amortisseurs de surtension pour bloquer la tension.
Circuit d'amortisseur RC polarisé inverse
Le circuit d'amortisseur polarisé inverse peut être utilisé pour limiter l'inverse dv / dt . R1 limitera le courant de décharge du condensateur.
Un circuit d'amortissement non polarisé
Un circuit d'amortissement non polarisé est utilisé lorsqu'une paire de dispositifs de commutation est utilisée en antiparallèle. Pour déterminer les valeurs de résistance et de condensateur, une technique de conception simple peut être utilisée. Pour cela, une conception optimale est nécessaire. Par conséquent, une procédure complexe sera utilisée. Ceux-ci peuvent être utilisés pour protéger les thyristors.
Sélection des condensateurs:
Les condensateurs d'amortissement sont soumis à des courants de crête et RMS élevés et à des dv / dt . Un exemple est les pointes de courant d'activation et de désactivation dans un condensateur d'amortisseur RCD typique. L'impulsion aura des amplitudes de crête et RMS élevées. Le condensateur d'amortissement doit répondre à deux exigences. Premièrement, l’énergie stockée dans le condensateur amortisseur doit être supérieure à l’énergie de l’inductance du circuit. Deuxièmement, la constante de temps des circuits d'amortissement devrait être petite par rapport au temps le plus court prévu, généralement 10% du temps de fonctionnement. En permettant à la résistance d'être efficace dans la fréquence de sonnerie, ce condensateur est utilisé pour minimiser la dissipation à la fréquence de commutation. La meilleure conception est de sélectionner l'impédance du condensateur est la même que celle de la résistance à la fréquence de sonnerie.
Sélection des résistances:
Il est important que R dans l'amortisseur RC ait une faible inductance propre. L'inductance en R augmentera la tension de crête et aura tendance à faire échouer le but de l'amortisseur. Une faible inductance sera également souhaitable pour R dans l'amortisseur, mais ce n'est pas critique car l'effet d'une petite quantité d'inductance est d'augmenter légèrement le temps de réinitialisation de C et cela réduira le courant de crête dans le commutateur à la mise sous tension. Le choix normal de R est généralement la composition de carbone ou le film métallique. La dissipation de puissance de la résistance doit être indépendante de la résistance R car elle dissipe l'énergie stockée dans le condensateur d'amortissement à chaque transition de tension dans le condensateur. Si l'on sélectionne la résistance comme l'impédance caractéristique, la sonnerie est bien amortie.
En comparant la conception rapide à la conception optimale, la capacité de puissance de la résistance d'amortissement requise sera réduite. Généralement, la conception «rapide» est tout à fait adéquate pour la conception finale. L'approche «Optimum» n'est possible que si l'efficacité énergétique et les contraintes de taille dictent la nécessité d'une conception optimale.
Utilisation des circuits d'amortissement RC:
En raison de sa fonctionnalité comme mentionné ci-dessus, les thyristors, les triacs et les relais avaient besoin de circuits d'amortissement pour contrôler l'augmentation de tension.
Schéma de principe pour contrôler le taux de changement de tension
De plus, le facteur d'amortissement peut être choisi. Un facteur d'amortissement plus élevé conduira à un temps de rotation plus court sur le circuit oscillant. Dans le schéma de circuit ci-dessus, un circuit d'amortissement est placé pour réduire la tension de crête à la mise hors tension et pour éclairer l'anneau.
