مدار اسنابر چیست؟

مدار اسنابر چیست؟

در حوزه علم الکترونیک قدرت، به منظور کاهش ولتاژهای گذرا بر روی کلیدهای قدرت مانند ماسفت و آی جی بی تی و برای محافظت از اجزای حساس مدار، از مدار اسنابر استفاده می‌شود. مدار اسنابر یکی از اجزای حیاتی و ضروری مدارات سوئیچینگ می‌باشد که جهت سرکوب ولتاژ گذرا، کاهش تلفات سوئیچینگ و بهبود عملکرد کلی و طول عمر سیستم‌های الکترونیک قدرت به کار می‌رود.

در این مقاله ابتدا به تعریف مدار اسنابر و نحوه عملکرد آن می‌پردازیم و سپس انواع مدارات اسنابر را به همراه جزئیات آنها مورد بررسی قرار می‌دهیم. در آخر نیز کاربرد مدار اسنابر را شرح می‌دهیم.

مدار اسنابر چیست؟

مدار اسنابر(snubber circuit) در واقع یک مدار کمکی است که به صورت موازی با کلید قدرت یا دیود سوئیچینگ مانند دیودهای شاتکی یا فست در سیستم‌های الکترونیک قدرت قرار می‌گیرد. از مدار اسنابر به دو دلیل اساسی در مدارات سوئیچنگ استفاده می‌شود: الف) کاهش یا حذف اضافه ولتاژ ناشی از قطع سریع جریان و ب) کاهش اثر وجود خازن پارازیتی و اندوکتانس در مدار.

در واقع مدار اسنابر با کاهش یا حذف اثرات نامطلوب ناشی از موارد گفته شده، باعث می‌شود که انتقال ولتاژ و جریان بدون اعمال هیچ آسیبی به قطعات انجام گیرد و کارایی کلی سیستم بهبود یابد.

نحوه عملکرد مدار اسنابر

مدار اسنابر بر اساس اصل اتلاف و جذب انرژی کار می‌کند. این مدارات از قطعات الکترونیکی پسیو مانند مقاومت، خازن، سلف و دیود و گاها ترکیبی از آن‌ها تشکیل شده‌اند. هنگامی که یک افزایش ولتاژ رخ دهد یا نوسانات گذرا در مدار وجود داشته باشد، مدار snubber به عنوان یک مسیر تلف کننده عمل کرده و انرژی اضافی را هدایت می‌کند و از آسیب رساندن به اجزای حساس و کلیدهای قدرت مدار جلوگیری می‌کند. همچنین، به علت کاهش تلفات بر روی کلیدها و دیودها، از داغ شدن و گرم شدن آن‌ها جلوگیری می‌کند و همین موجب افزایش طول عمر مدار می‌شود.

انواع مدار اسنابر

در مدارات سوئیچینگ و الکترونیک قدرت از انواع اسنابرها بر روی دیودها، ماسفت ها، تریستورها و کلیدهای قدرت استفاده می‌شود. در این بخش مهم‌ترین انواع اسنابرها را مورد بررسی قرار داده‌ایم:

 

1) مدار اسنابر RC

مدار اسنابر RC از یک مقاومت(R) و یک خازن(C) تشکیل می‌شود که به طور موازی بر روی کلید یا دیود موردنظر متصل می‌شوند. در واقع انرژی اضافی ناشی از ولتاژهای گذرا در مقاومت مدار اسنابر تلف می‌شود تا از اسپایک‌های ولتاژ جلوگیری شود. از اسنابر RC معمولاً در مدارات الکترونیک قدرت مانند اینورترها، درایوهای موتور و منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می‌شود.

مدار اسنابر RC

2) مدار اسنابر RCD

مدار اسنابر RCD از یک مقاومت(R)، یک خازن(C) و یک دیود(D) تشکیل شده است که به طور موازی بر روی کلید، دیود و یا ترانس سوئیچینگ متصل می‌شوند. در این مدار اسنابر، انرژی ذخیره شده در خازن در مقاومت تخلیه می‌شود. اسنابرهای RCD اغلب در کاربردهای با کلیدزنی سریع مانند مبدل‌های الکترونیک قدرت فرکانس بالا همانند مبدل فلای بک و منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می‌شوند.

 مدار اسنابر RCD

کاربرد مدار اسنابر

مدارهای اسنابر نقش گسترده‌ای در سیستم‌های مختلف الکترونیک قدرت ایفا می‌کنند که مهم‌ترین آن‌ها در این بخش بررسی شده است:

1) منابع تغذیه سوئیچینگ

در این مدارات جهت حذف ولتاژهای ضربه و اسپایک‌های روی کلیدها و دیودهای قدرت از مدار اسنابر استفاده می‌شود.

2) درایو موتور

مدارهای اسنابر از اجزای محرک موتور در برابر تغییرات ولتاژ محافظت می‌کنند، خطر خرابی عایق را کاهش می‌دهند و عملکرد موتور را بهبود می‌بخشند.

3) اینورتر

مدار اسنابر، تلفات سوئیچینگ و تداخل الکترومغناطیسی(EMI) را در مدارهای اینورتر کاهش می‌دهد و بدین وسیله، کارایی کلی سیستم بهبود می‌یابد.

4) رله حالت جامد

مدار اسنابر از افزایش ولتاژ جلوگیری می‌کند و باعث ایجاد سوئیچینگ نرم در رله‌های حالت جامد(SSR) می‌شود که در نهایت منجر به افزایش طول عمر این رله‌ها می‌گردد.

5) بالاست الکترونیکی

در بالاست‌های لامپ فلورسنت برای کاهش تنش ولتاژ و بهبود عملکرد لامپ از اسنابرها استفاده می‌شود.

جمع بندی

در این مقاله، نکات مهمی در مورد اسنابرها، نحوه عملکرد و انواع مهم آن‌ها ارائه گردید. علاوه بر این، کاربردهای مختلف و مهم اسنابرها در ادامه مطرح گردید. تمامی موارد فوق را همراه با نکات تجربی دیگر در مورد مدار اسنابر و انواع آن و نکات عملی مربوط به هر کدام از آنها به طور کامل در دوره جامع منبع تغذیه و اینورتر بررسی کرده ایم.

در پایان، ممنون که همراه ما بودید. هر سوال یا ابهامی در مورد مطالب ارائه شده در این مقاله دارید حتما در کامنت ها بنویسید، به تمام سوالات پاسخ داده میشه. اگه انتقاد یا پیشنهادی هم داشتید ممنون میشم با ما در میان بزارید.

منابع: Science Direct AutomationForum

سجاد قابلی

67 مطلب منتشر شده

سجاد قابلی هستم، دکترای الکترونیک قدرت. اینجا هستم تا باهم کلی تجربه ی خوب در مورد برق و الکترونیک به دست بیاریم.

درباره این مطلب نظر دهید !
قالب فروش فایل

مطالب مرتبط