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snubber电路总结
编辑:夜色微凉 识别码:20-1121825 11号文库 发布时间: 2024-08-29 20:13:29 来源:网络

第一篇:snubber电路总结

电阻的用法

一、RC-SNUBBER电路

Snubber电路中文为吸收电路。公司的板子上,其最常应用场合如下图所示。

VCC5R3918.2K 1%1000PF 50V+CE33220uF 10V+CE34220uF 10VC3522uF 25V1C3622uF 25V1C370.1uF 16V1C404DQ14FDD88801GR440Ω 5%UGATE_UES43L411.7uH,13A,DCR6.36mΩ2MAX:11AOCP:13A+CE35470uF 4V+CE36470uF 4VC45C461VCC1_8DDRDLGATE_UEQ15FDD88961R462.2Ω 5%R48C481000PF 50VR492.21K 1%11GSC4710uF 16V22uF 25V110.1uF 16VX_10K 1%C49X_0.01uF 25VC52UD_COMPR50112PF 50V133K 5%C540.01uF 50V3R511.78K 1%

为了便于说明问题,将上图简化。

实际的没有snubber的电路中各点的波形如下图所示。

从上图的波形即客观现象表明在PHASE点会出现电压尖峰。这种尖峰会对L-MOS造成威胁,根据电源组同事的观察,有些板子的L-MOS经常烧坏或寿命大幅缩短,就是PHASE点电压尖峰造成的。实际测量没有SNUBBER的PHASE点波形如图所示(上图红圈内的波形放大)。

造成电压尖峰及其危害的原因是什么呢?为了更严谨更准确说明电路的工作情况设想模型如下。

上图分别是电路中寄生电感和MOS管极间等效电容的示意图。简化之后如下图。

+vI寄生电感储能大电感PHASEMOS管的等效电容滤波电容负载-线路上的等效电阻

上图虚线框内的是PHASE后的线路,由于有储能大电感的存在,瞬时变化的电流I不能通过进入虚线框内。所以对瞬时(高频)电压电流而言,其路径只能是通过L-MOS。为了验证这种设想的真实性,本文建立仿真模型进行验证。

2VL12n1V1 = 0V2 = 5TD = 30nsTR =TF =PW =PER =V1VI500p0R10.10V0

电压源是一个上升沿模仿H-MOS导通的动作。电容模仿L-MOS的等效电容大概有500pF。

0V电感模仿电路上的寄生电感。电阻模仿线路上的等效电阻。仿真波形如下。红色为PHASE点电压,黄色为PHASE点电流,绿色为输入电压。

和实际没有snubber电路的PHASE点波形比较。可以发现两者在波形特征是很相似的。所以可以基本认为,设想的模型是能说明问题的。

分析产生电压尖峰的原因。将上图放大。得下图。红色为PHASE点电压,黄色为PHASE点电流,绿色为输入电压。

时间段1(30ns~A):H-MOS管导通,5V电压输入。寄生电感中的电流以正弦波的形式增大。同时这个增大的电流给L-MOS的等效电容充电,使得PHASE点的电压上升。

时间段2(A~B):当PHASE点电压达到5V时,则寄生电感两端的电压开始反向。但寄生电感中的电流不能瞬变,而是以正弦波的形式减小。这时这个减小的电流也在给L-MOS的等效电容充电,使得PHASE点的电压继续上升。

时间段3(B~C):当寄生电感中的电流减小到0时,L-MOS的等效电容刚好充电到最多的电荷形成PHASE点的电压极大值。此时PHASE点的电压大于输入电压,则电容开始放电PHASE点电压开始减小,电感的电流反向开始增大。

时间段4(C~D):当PHASE点电压减小到5V时,电感两端的电压有反向了,电流(标量)开始减小,电容中的点放完,但由于电感中的电流还存在,电容被反向充电。PHASE点电压继续下降。

综上所述,电压尖峰是由于寄生电感不能瞬变的电流给L-MOS等效电容充电造成的。而振荡是由于电感和电容的谐振造成的。实际电路中多余的能量大部分是由L-MOS的内阻消耗的。这部分多余的能量等于PHASE点电压为5V时,电流在电感中对应的电磁能。由于等效电容很小,所以多余能量(电荷)能够在电容两端造成较大的电压。所以减小电压尖峰的方法是减小流入等效电容的电荷数量。对于振荡则可以选择阻尼电阻一方面减少振荡次数,一方面减小L-MOS的消耗能量。

因此设计出了snubber电路。如图所示。+v寄生电感PHASEIMOS管的等效电容Snubber电阻线路上的等效电阻-Snubber电容

RC-snubber电路从两个方面去解决电压尖峰的问题。

1、对PHASE点电压等于输入电压时的电感电流分流,这样使得流入L-MOS等效电容的电流大大减小。而snubber电容的容值选取较大,吸收了多余的能量后产生的电压不会太大。这样使得PHASE点的电压尖峰减小。

2、RC中的电阻起到阻尼作用,将谐振能量以热能消耗掉。仿真结果如下

2VL12n1R2I2.2V1 = 0V2 = 5TD = 30nsTR =TF =PW =PER =V1VI3000p500p0R10.10V0

红色为PHASE点电压,黄色为PHASE点电流,绿色为输入电压。天蓝色为snubber分流的电流。

0V0V0V

所以RC-snubber电路的好处有:

1、增强phase点的信号完整性。

2、保护L-MOS提高系统可靠性。

3、改善EMI。坏处:

1、PHASE点电压等于输入电压时需要更多的能量,所以在每次开关时都要消耗更多的能量,降低了电源转换效率。

2、RC选取不好就会起反作用。

Snubber电路的位置选择。大家都知道snubber电路的摆放应该靠近PHASE点。但是有一个细节很有意思。看下图。

图中的寄生电感共4个,给L-MOS造成影响的是上面3个,snubber电路接在PHASE点上。现在有两个问题

1、H-MOS管的等效电容也应该有相似的电压尖峰效应怎么办?

2、snubber电路无法保护第三个寄生电感的造成的过压,可是为什么实际上的吸收效果却很好?

解释上面的问题,可以看一下这里用的MOS管封装便可知道。

在电容总结里讲过,寄生电感主要分布在引脚和走线上。在电源线路的PCB走线是又宽又短的,所以这里的寄生电感主要来源于引脚封装。MOS管的漏极宽大的设计就是为了能够减小寄生电感(当然也可以利于散热),而源极寄生电感在正向导通时不会对MOS管的等效电容造成威胁。

Snubber器件的选取。

首先是电容,snubber电容的作用是为L-MOS等效电容分流而不产生大的过压,所以选取的容值要大于等效电容。但是它使得PHASE点电压等于输入电压时需要更多的能量,所以太大会降低电源的转换效率。这里需要折中考虑。

下面是EC4-1811上1.8V的BUCK电路snubber电路的实验。如图所示。

上图的snubber电路PHASE点波形(黄色)容值1000pF,电阻2.2欧姆。和没有snubber电路的PHASE点波形(白色)的比较。显然振荡减小了,可是电压尖峰去除的效果不好。所以我们将电容增大。

上图PHASE点波形(黄色)容值2000pF,电阻2.2欧姆。和没有snubber电路的PHASE点波形(白色)的比较。和上图比较电压尖峰去除的效果好了一些。再增大电容。

上图PHASE点波形(黄色)容值3000pF,电阻2.2欧姆。和没有snubber电路的PHASE点波形(白色)的比较。和上图比较电压尖峰去除的效果又好了一些。再增大电容。

上图PHASE点波形(黄色)容值4000pF,电阻2.2欧姆。和没有snubber电路的PHASE点波形(白色)的比较。和所以上图比较电压尖峰去除的效果最好。波形较理想。

电阻的选取。Snubber电阻的作用是阻尼作用。选小了,则PHASE点振荡会不容易消除。选大了,则会阻碍snubber电路吸收电流的能力,使得等效电容承受的电流增加,增大PHASE点的电压尖峰。下面是具体实验。电容都是4000pF,电阻分别是0;2.2;5;10。

上图是2.2欧姆的PHASE点波形。

上图是5欧姆的PHASE点波形。

上图是10欧姆的PHASE点波形。

从实验可以很清楚的看出snubber电阻取得大了会使snubber电路的功能丧失。其次,关于L-MOS内肖特基二极管的问题。如下图。

PHASE肖特基二极管body二极管0.7V管压降0.3V管压降

在H-MOS关断到L-MOS打开的死区内。续流是通过L-MOS旁并联的肖特基二极管实现的。负压尖峰是由于瞬时电流对L-MOS反向充电造成的。大概持续了25ns的-0.7V是因为肖特基二极管没有导通,电流从L-MOS的体内二极管通过的管压降。之后的-0.3V左右的负压是因为肖特基二极管导通的管压降造成的。之后L-MOS导通,管压降几乎为0。

回顾之前的MOS总结,L-MOS往往两个并联的目的除了减小导通电阻外,还有减小电压尖峰(正;负)对L-MOS管的损伤,同时还起到备用的作用。

第二篇:电路实验总结

202_--202_第二学期

机械电子专业电路实验总结

电路是第一门专业基础课,是以后专业课学习的基础,电路实验的目的是加深学生对电路本身的理解,包含对电路本质的分析和各种电气设备的认识。

本学期开设六个实验,前三个实验包含仪器设备使用、基尔霍夫定律、等效变换。属于电路基本分析方法,RC一阶及RLC研究是后续课程常用的电路,功率因数提高涉及到电路理论的应用,并且对市电电压有个了解。

实验过程中注重仪器设备的认识和正确操作。实验过程中发现学生对一些概念的理解也不是很清晰,应加强对学生实验预习方面的要求。电流表的使用一直是学生不注意的地方,主要是不注意表的量程及连接方法,有时会出现并接时严重错误,因此在这学期里,加强了对这方面的练习。

第三篇:电路课程总结

“电路分析基础”是高等学校电子与电气信息类专业重要的基础课程。该课程理论严密、逻辑性强,具有广阔的工程背景。通过本课程的学习,对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点,培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力都有重要的作用。同时使学生掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能,为进一步学习电路理论打下基础,为学习后续课程准备必要的电路知识。

《电路分析基础》主要内容包括电路的基本概念和定律、直流电路的分析、正弦交流电路的基本概念、正弦交流电路的分析、互感电路、三相电路、非正弦周期电路、动态电路以及电路实验指导。在该课程的讲授中,力求做到以应用为目的,以够用为度,讲清概念,结合实际举例、课后习题强化训练,突出适应性、实用性和针对性;在例题和习题的选择方面,适当淡化手工计算的技巧,并根据该课程内容选择具有较强的实践性特点的习题,在计算量较大章节,引导学生引入了计算机辅助分析,以达到理论与实践的结合和“讲、学、做”的统一。

作为一名教龄不长的老师,我在全书在内容叙述上,力争做到深入浅出、通俗易懂、概念清楚、重点突出。此外,结合教学环境与课堂气氛,引入相关比喻、联想,促进学生对概念的理解与加深,对个别章节,合理调节教学计划,促进学习效果。采取理论结合实际的分析,提高学生对电路课程的学习兴趣,从而达到提高学生自我建设与自我培养的主动性,提高其实践能力和自学能力,以使学生学以致用、解决实际工作中所遇到的问题。

第四篇:电路知识点总结

电路知识点总结

电路]物体带电的标志:能够吸引轻小物体。(带电体的性质)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫摩擦起电。摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同,在摩擦时,束缚电子能力强的物质就得到电子带负电,束缚电子能力差的物质就失去电子带正电。正电荷:绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫做正电荷。

负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷。电荷的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。验电器的作用:用来检验物体是否带电。

验电器的工作原理:利用同种电荷相互排斥的原理工作的。电量:电荷的多少叫做电量。电量的单位是库仑,简称库。电子电量:一个电子所带的电量叫电子电量。它是1.6*10^-19库。中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象,叫做中和。1897年英国科学家汤姆逊发现了电子。电流方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电子移动方向与它正好相反。12 导体:容易导电的物体叫导体。如金属、石墨、人体、大地及酸碱盐水液。绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体。如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。13 电源:能够提供持续电流的装置。在干电池中电能是以化学能的形式存在。14 自由电子:在金属导体中能脱离原子核束缚而在金属内部自由移动的电子。15 电路:把用电器、电源、开关用导线连接起来的电流路径。

电路图:用符号表示电路连接情况的图。通路:处处接通的电路。开路:某处断开的电路。

短路:不经过用电器直接把导线接在电源两端的电路。串联电路:把电路元件逐个顺次连接起来的电路。特点:电流依次通过每个用电器。并联电路:把电路元件并列连接起来的电路。特点电流在某处分支,再在某处会合。

第五篇:模拟电路总结

模拟电路总结

一、运算放大器的电路模型

通常:

开环电压增益

Avo≥105(很高)输入电阻

ri ≥ 106Ω(很大)输出电阻

ro ≤100Ω(很小)

vO=Avo(vP-vN)(V-<vO<V+)

运算放大器的电路模型

理想集成运放

开环电压增益Avo→∞ 输入电阻ri →∞ 输出电阻ro →0

-----虚断

理想集成运放开环工作时

----称集成运放工作在非线性区 集成运放引入负反馈

vO=Avo(vP-vN)(V-<vO<V+)而理想运放

Avo →∞

∴应有vP » vN----称工作于线性区

----虚短

1、同相比例放大电路

2、反相比例放大电路

3、求和电路(加法电路)

4、求差电路(减法电路)

(1)利用信号取反求和以实现减法运算

(2)差分式减法电路

5、通用数据放大电路

通用数据放大器,常用于对传感器输出微弱信号放大

此电路输入电阻高、输出电阻低,且抑制共模信号的能力强

6、积分电路

7、微分电路

二、滤波电路的基本概念与分类

(1)滤波器:一种能使有用频率信号顺利通过,而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。

(2)滤波电路的传递函数

(3)几个术语

通频带(通带):能够顺利通过的信号的频率范围。理想情况:通带增益为常数, 幅频响应具有0db衰减 阻带:受抑制或大为衰减的信号的频率范围。

(4)分类

一阶有源滤波电路

2.高通滤波电路

RC高通电路+同相比例放大器

3.带通滤波电路

二阶有源滤波电路

1、二阶有源低通滤波电路

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