RC缓冲电路重要性 - 设计与用法

由于过热，过电压，电流或电流开关装置的电流或过大的变化和电路部件可能发生故障。从过度的电流，可以通过在合适的位置放置保险丝来保护它们。散热器和风扇可用于从开关装置和其他部件中取出多余的热量。需要缓冲电路来限制电压或电流的变化率（DI / DT.或者DV / DT.）在开启和关闭期间过电压。这些被放置在半导体器件上进行保护，并提高性能。静止的DV / DT.是晶闸管在电压瞬变的影响下保持阻塞状态的能力的衡量标准。这些也使用继电器和开关以防止电弧。

使用缓冲电路的必要性

这些被放置在晶体管，晶闸管等中的各种开关装置上，从ON到OFF状态切换导致器件的阻抗突然变为高值。但这允许小电流流过开关。这在设备上引起大电压。如果此电流以更快的速率降低，则设备上的感应电压以及如果开关不能够承受该电压，则开关变为燃烧。所以需要辅助路径来防止这种高诱导电压

类似地，当过渡从关闭状态时，由于电流的不均匀分布通过开关过热的区域将发生并且最终将被烧坏。这里还必须通过制作替代路径来减少当前的缓冲器。

切换模式下的缓冲器提供以下功能中的一个或多个功能

• 塑造双极开关晶体管的负载线，将其保持在其安全操作区域。
• 在开启和关闭瞬态条件下减小电压和电流。
• 从开关晶体管中消除能量并消散电阻器中的能量以减少结温。
• 限制瞬变期间电压和电流的变化率。
• 减小振铃以限制开关晶体管上的峰值电压并降低其频率。

RC缓冲电路设计：

有许多种类的缓冲器，如RC，二极管和固态缓冲器，但最常用的一个是RC缓冲电路。这适用于上升控制和阻尼速率。

该电路是连接在开关上的电容器和串联电阻。用于设计缓冲电路。能量的量是在缓冲电阻中散发等于能量存储在电容器中的能量。放置在开关上的RC缓冲器可用于减小截止的峰值电压并灯灯。RC缓冲电路可以是偏振的或非极化的。如果您认为源具有可忽略不计的阻抗，则缓冲电路中最坏的情况峰值电流是

我= vo / rs和i = c.dv / dt

对于适当的前向偏振RC缓冲电路，晶闸管或晶体管与抗并联二极管连接。r会限制前进DV / DT.当晶体管Q1导通时，R1限制电容器的放电电流。它们用作过压缓冲器，以钳位电压。

反向偏振缓冲电路可用于限制反向DV / DT.。R1将限制电容器的放电电流。

当一对开关器件用于防并联时，使用未偏振的缓冲电路。为了确定电阻器和电容值，可以使用简单的设计技术。为此，需要最佳设计。因此将使用复杂的程序。这些可用于保护和晶闸管。

电容器选择：

缓冲电容器经受高峰和RMS电流和高DV / DT.。一个例子是典型的RCD缓冲电容器中的开启和关闭电流尖峰。脉冲将具有高峰值和均方根幅度。缓冲电容器必须满足两个要求。首先，存储在缓冲电容器中的能量必须大于电路电感中的能量。其次，缓冲电路的时间常数应该小于最短的时间预期，通常是按时的10％。通过允许电阻在振铃频率中有效该电容器用于最小化开关频率的耗散。最佳设计是选择电容器的阻抗在振铃频率下的电阻器的阻抗相同。

电阻选择：

重要的是，RC缓冲器中的r具有低自感。R中的电感会增加峰值电压，倾向于打败缓冲器的目的。对于缓冲器中的R也需要低电感，但是由于少量电感的效果略微增加C的复位时间，因此不重要，并且它将在开启时降低开关中的峰值电流。R的正常选择通常是碳成分或金属膜。电阻功率耗散必须与电阻r无关，因为它在电容器中的电压的每个转换中消耗了存储在缓冲电容器中的能量。如果我们选择电阻，就像特征阻抗一样，振铃也很好地阻尼。

将快速设计与最佳设计进行比较时，所需的缓冲电阻器的功率能力将减少。通常“快速”设计完全适用于最终设计。仅当功率效率和大小约束决定了对最佳设计时的“最佳”方法。

RC缓冲电路的用途：

由于其如上所述的功能，晶闸管，三端双向可控硅和继电器需要缓冲电路来控制电压上升。

此外，可以选择阻尼因子。更高的阻尼因子将导致振荡电路上的较短摆动时间。在上述电路图中，放置缓冲电路以减小截止的峰值电压并灯灯。