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  • RC吸收电路参数计算
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    2020-12-31 09:48:22

    RC

    吸收电路参数计算

    一、在实际晶闸管电路中,常在其两端并联

    RC

    串联网络,该网络常称为

    RC

    阻容吸收电路

    我们知道,晶闸管有一个重要特性参数-断态电压临界上升率

    dlv/dlt

    。它表明晶闸

    管在额定结温和门极断路条件下,使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上

    升率过大,超过了晶闸管的电压上升率的值,则会在无门极信号的情况下开通。即使此时

    加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压,也可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作

    是由三个

    PN

    结组成。

    在晶闸管处于阻断状态下,因各层相距很近,其

    J2

    结结面相当于一个电容

    C0

    。当晶

    闸管阳极电压变化时,便会有充电电流流过电容

    C0

    ,并通过

    J3

    结,这个电流起了门极触发

    电流作用。如果晶闸管在关断时,阳极电压上升速度太快,则

    C0

    的充电电流越大,就有可

    能造成门极在没有触发信号的情况下,晶闸管误导通现象,即常说的硬开通,这是不允许

    的。因此,对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。

    为了限制电路电压上升率过大,确保晶闸管安全运行,常在晶闸管两端并联

    RC

    阻容

    吸收网络,利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感

    (

    变压器漏感或负载电感

    )

    ,所以与电容

    C

    串联电阻

    R

    可起阻尼作用,它可以防止

    R

    L

    C

    电路在过渡过程中,因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时,避免电容器通

    过晶闸管放电电流过大,造成过电流而损坏晶闸管。

    由于晶闸管过流过压能力很差,

    如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。

    RC

    容吸收网络就是常用的保护方法之一。

    三维网技术论坛

    , l; l

    2 m8 w

    , w# e

    + L4 E

    % g

    二、整流晶闸管

    (

    可控硅

    )

    阻容吸收元件的选择

    电容的选择

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    C=(2.5-

    5)×10

    的负

    8

    次方×If

    If=0.367Id

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    直流电流值

    三维网技术论坛

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    如果整流侧采用

    500A

    的晶闸管

    (

    可控硅

    )

    可以计算

    C=(2.5-

    5)×10

    的负

    8

    次方×500=1.25

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    3dportal.cn5 s

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    9 S

    选用

    2.5mF

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    的电容器

    电阻的选择:

    3dportal.cn* M

    0 t1 S

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    R=((2-

    4) ×535)If=2.14

    -8.56

    选择

    10

    PR=(1.5×(pfv×2

    π

    fc)

    的平方×10

    的负

    12

    次方×R)2

    Pfv=2u(1.5-2.0)

    u=

    三相电压的有效值

    阻容吸收回路在实际应用中,

    RC

    的时间常数一般情况下取

    1~10

    毫秒。

    小功率负载通常取

    2

    毫秒左右,

    R=220

    欧姆

    1W

    C=0.01

    微法

    400~630V

    三维网技术论

    $ Q3

    s8 O'

    r+ H

    N1 p

    大功率负载通常取

    10

    毫秒,

    R=10

    欧姆

    10W

    C=1

    微法

    630~1000V

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    千次阅读 2020-12-24 13:10:58
    目录RC吸收电路的原理RC吸收电路的作用RC吸收电路的原件选择RC吸收电路的原理若开关断开,蓄积在寄生电感中能量对开关的寄生电容充电的同时,通过吸收电阻对吸收电容充电。由于吸收电阻作用,阻抗变大,那么,吸收...

    RC吸收电路

    RC吸收电路也叫RC缓冲电路,它是电阻Rs与电容Cs串联,并与开关并联连接的电路结构。用于改进电力电子器件开通和关断时刻所承受的电压、电流波形。

    目录

    RC吸收电路的原理

    RC吸收电路的作用

    RC吸收电路的原件选择

    RC吸收电路的原理

    若开关断开,蓄积在寄生电感中能量对开关的寄生电容充电的同时,通过吸收电阻对吸收电容充电。由于吸收电阻作用,阻抗变大,那么,吸收电容也等效地增加了开关的并联电容容量,为此,抑制开关断开的电压浪涌。开关接通时,吸收电容通过开关放电,其放电电流被吸收电阻所限制。

    RC吸收电路的作用

    为了限制电路电压上升率过大,确保晶闸管安全运行,常在晶闸管两端并联RC阻容吸收网络,利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感),所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用,它可以防止R、L、C电路在过渡过程中,因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时,避免电容器通过晶闸管放电电流过大,造成过电流而损坏晶闸管。

    由于晶闸管过流过压能力很差,如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。

    RC吸收电路的原件选择

    电容的选择

    C=(2.5-5)×10的负8次方×If

    If=0.367Id

    Id-直流电流值

    如果整流侧采用500A的晶闸管(可控硅)

    可以计算C=(2.5-5)×10的负8次方×500=1.25-2.5mF

    选用2.5mF,1kv

    的电容器

    电阻的选择:

    R=((2-4)

    ×535)If=2.14-8.56

    选择10欧

    PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)2

    Pfv=2u(1.5-2.0)

    u=三相电压的有效值

    阻容吸收回路在实际应用中,RC的时间常数一般情况下取1~10毫秒。

    小功率负载通常取2毫秒左右,R=220欧姆1W,C=0.01微法400~630V。

    大功率负载通常取10毫秒,R=10欧姆10W,C=1微法630~1000V。

    R的选取:小功率选金属膜或RX21线绕或水泥电阻;大功率选RX21线绕或水泥电阻。

    C的选取:CBB系列相应耐压的无极性电容器。

    看保护对象来区分:接触器线圈的阻尼吸收和小于10A电流的可控硅的阻尼吸收列入小功率范畴;接触器触点和大于10A以上的可控硅的阻尼吸收列入大功率范畴。

    RC吸收回路的作用,一是为了对感性器件在电流瞬变时的自感电动势进行钳位,二是抑制电路中因dV/dt对器件所引起的冲击,在感性负载中,开关器件关断的瞬间,如果此时感性负载的磁通不为零,根据愣次定律便会产生一个自感电动势,对外界辞放磁场储能,为简单起见,一般都采用RC吸收回路,将这部份能量以热能的方式消耗掉。

    设计RC吸收回路参数,需要先确定磁场储能的大小,这分几种情况:

    1、电机、继电器等,它的励磁电感与主回路串联,磁场储能需要全部由RC回路处理,开关器件关断的瞬间,RC回路的初始电流等于关断前的工作电流;

    2、工频变压器、正激变压器,它的励磁电感与主回路并联,励磁电流远小于工作电流。虽然磁场储能也需要全部由RC回路处理,但是开关器件关断的瞬间,RC回路的初始电流远小于关断前的工作电流。

    3、反激变压器,磁场储能由两部份辞放,其中大部份是通过互感向二次侧提供能量,只有漏感部份要通过RC回路处理,

    以上三种情况,需要测量励磁电感,互感及漏感值,再求得RC回路的初始电流值。

    R的取值,以开关所能承受的瞬时反压,比初始电流值;此值过小则动态功耗过大,引值过大则达不到保护开关的作用;

    C的取值,则需要满足在钳位电平下能够储存磁能的一半,且满足一定的dV/dt

    C关断缓冲 R开通限流,电阻的阻值基本可以按照 R=(sqrt(Llk/Cj))/n

    这个公式计算,功率根据实际情况选择,C一般都在102---103之间选择,选C时在考虑吸收效果的同时还需考虑EMI的相位和后面输出电容的纹波电流应力

    C=(Ip*Tf)/(2*2*Vdc)

    Ip:峰值电流

    Tf:集电极电流从初始值下降到零的时间

    Vdc:输入的直流电压

    R=Ton(min)/(3C)

    Ton(min):开关管最小的导通时间

    晶闸管(可控硅)两端为什么并联电阻和电容及阻容元件的选择2009-06-24

    23:41一、晶闸管(可控硅)两端为什么并联电阻和电容在实际晶闸管(可控硅)电路中,常在其两端并联RC串联网络,该网络常称为RC阻容吸收电路。  我们知道,晶闸管(可控硅)有一个重要特性参数-断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管(可控硅)在额定结温和门极断路条件下,使晶闸管(可控硅)从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大,超过了晶闸管(可控硅)的电压上升率的值,则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管(可控硅)的正向电压低于其阳极峰值电压,也可能发生这种情况。因为晶闸管(可控硅)可以看作是由三个PN结组成。  在晶闸管(可控硅)处于阻断状态下,因各层相距很近,其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸管(可控硅)阳极电压变化时,便会有充电电流流过电容C0,并通过J3结,这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管(可控硅)在关断时,阳极电压上升速度太快,则C0的充电电流越大,就有可能造成门极在没有触发信号的情况下,晶闸管(可控硅)误导通现象,即常说的硬开通,这是不允许的。因此,对加到晶闸管(可控硅)上的阳极电压上升率应有一定的限制。  为了限制电路电压上升率过大,确保晶闸管(可控硅)安全运行,常在晶闸管(可控硅)两端并联RC阻容吸收网络,利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感),所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用,它可以防止R、L、C电路在过渡过程中,因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管(可控硅)。同时,避免电容器通过晶闸管(可控硅)放电电流过大,造成过电流而损坏晶闸管(可控硅)。  由于晶闸管(可控硅)过流过压能力很差,如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。  二、整流晶闸管(可控硅)阻容吸收元件的选择  电容的选择:  C=(2.5-5)×10的负8次方×If  If=0.367Id  Id-直流电流值  如果整流侧采用500A的晶闸管(可控硅)  可以计算C=(2.5-5)×10的负8次方×500=1.25-2.5mF  选用2.5mF,1kv

    的电容器  电阻的选择:  R=((2-4)

    ×535)/If=2.14-8.56  选择10欧  PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)/2  Pfv=2u(1.5-2.0)  u=三相电压的有效值阻容吸收回路在实际应用中,RC的时间常数一般情况下取1~10毫秒。 小功率负载通常取2毫秒左右,R=220欧姆/1W,C=0.01微法/400~630V/。 大功率负载通常取10毫秒,R=10欧姆/10W,C=1微法/630~1000V。R的选取:小功率选金属膜或RX21线绕或水泥电阻;大功率选RX21线绕或水泥电阻。 C的选取:CBB系列相应耐压的无极性电容器。 看保护对象来区分:接触器线圈的阻尼吸收和小于10A电流的可控硅的阻尼吸收列入小功率范畴;接触器触点和大于10A以上的可控硅的阻尼吸收列入大功率范畴。

    展开全文
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  • RC吸收电路的设计经验分享

    千次阅读 2020-12-31 09:48:19
    原标题:RC吸收电路的设计经验分享开关电源设计中,我们常常使用到一个电阻串联一个电容构成的RC电路, RC电路性能会直接影响到产品性能和稳定性。本文将为大家介绍一种既能降低开关管损耗,且可降低变压器的漏感和...

    原标题:RC吸收电路的设计经验分享

    开关电源设计中,我们常常使用到一个电阻串联一个电容构成的RC电路, RC电路性能会直接影响到产品性能和稳定性。本文将为大家介绍一种既能降低开关管损耗,且可降低变压器的漏感和尖峰电压的RC电路。

    高频开关电源在开关管关断时,电压和电流的重叠引起的损耗是开关电源损耗的主要部分,同时,由于电路中存在寄生电感和寄生电容,在功率开关管关断时,电路中也会出现过电压并且产生振荡。如果尖峰电压过高,就会损坏开关管。同时,振荡的存在也会使输出纹波增大。为了降低关断损耗和尖峰电压,需要在开关管两端并联RC缓冲电路以改善电路的性能。

    图1

    图1所示的是一个简单的反激式开关电源电路,从图中可以看出RC电路在图中的出现过6次从RaCa—RfCf,每个RC电路的位置不同,作用也不一样。本文介绍的是图1中RbCb,RcCc构成的RC吸收电路。这两个RC电路在图中主要作用是:

    减少导通或关断损耗;

    降低电压或电流尖峰;

    可以间接的改善EMI特性。

    在设计RC吸收电路时,我们必须了解整个电源网络的几个重要参数,比如输入电压、输入电流、尖峰电压、尖峰电流等。在图1所示当Q1关断时,源极电压开始上升到2Vdc,而电容Cb限制了源极(D)电压的上升速度,同时减小了上升电压和下降电流的重叠,从而减低了开关管Q1的损耗。而在下次开关关断之前,Cb必须将已经充满的电压放完,放电路径为Cb、Rb、Q1。

    图2 开关管源极(D)的Vds电压波形

    图2-A表示的是开关管Q1没有加RC吸收电路的Vds电压波形,图中明显的看出,当开关管Q1断开时,Vds电压迅速上升至最高点,而后伴随这震荡下跌,震荡频率为20MHZ。

    图2-B表示的是开关管上加了RC吸收电路的Vds电压波形,相对与图2-A,在加了RC吸收电路后,开关管断开瞬间,Vds电压上升比较平缓,且在上升到最高电压跌落时不会产生高频震荡,EMI特性也会偏好。

    在感性负载中,开关器件关断的瞬间,如果此时感性负载的磁通不为零,根据愣次定律便会产生一个自感电动势,对外界辞放磁场储能,为简单起见,一般都采用RC吸收回路,将这部份能量以热能的方式消耗掉。

    设计RC吸收回路参数,需要先确定磁场储能的大小,在反激变压器中,磁场储能由两部份辞放,其中大部份是通过互感向二次侧提供能量,只有漏感部份要通过RC回路处理,需要测量励磁电感,互感及漏感值,再求得RC回路的初始电流值。

    R的取值,以开关所能承受的瞬时反压,比初始电流值;此值过小则动态功耗过大,引值过大则达不到保护开关的作用;

    C的取值,则需要满足在钳位电平下能够储存磁能的一半,且满足一定的dV/dt,C关断缓冲,R开通限流,电阻的阻值基本可以按照;

    R=(sqrt(Llk/Cj))/n 这个公式计算,功率根据实际情况选择,C一般都在102——103之间选择,选C时在考虑吸收效果的同时还需考虑EMI的相位和后面输出电容的纹波电流应力,则有:

    C=(Ip*Tf)/(2*2*Vdc)

    Ip:峰值电流

    Tf:集电极电流从初始值下降到零的时间

    Vdc:输入的直流电压

    R=Ton(min)/(3C)

    Ton(min):开关管最小的导通时间

    根据以上给出的公式,可以很方便地选择出合适的RC吸收电路。但在设计时,应该根据整个电源设计的性能指标,通过实际调试才能得到真正合适的参数。有时候,为了达到系统的性能指标,牺牲一定的效率也是必要的。总之,在设计RC吸收电路参数时,必须综合考虑性能和效率,最终选择合适的RC参数。

    ZLG致远电子自主研发、生产的隔离电源模块已有近20年的行业积累,目前产品具有宽输入电压范围,隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,封装形式多样,兼容国际标准的SIP、DIP等封装。

    同时,ZLG致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室,配备最先进、齐全的测试设备,全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场,为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。

    文章来源:电子工程世界 http://www.eeworld.com.cn/

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  • 继电器触点RC吸收电路电弧灭弧接触器和继电器触点两端并联RC吸收回路市面上的继电器 原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_45633643/article/details/107662100 电弧 电弧的形成:开关释放时,线圈放电,电离...


    原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_45633643/article/details/107662100

    电弧

    电弧的形成:开关释放时,线圈放电,电离空气发光
    原因:感应电动势 u=L(di/dt)
    电弧的危害:1、损害触点 2、电路断开时间延长 (某些场合不允许 ETS 跳机) 3、损伤人、设备

    灭弧

    1、真空灭弧
    2、使用续流二极管

    接触器和继电器

    1、接触器用来接通或断开主电路,作为接通或断开电路的标志
    2、容量大的接触器有灭弧罩,继电器的触头容量不会超过5A,小型继电器只有1A-2A,而最小的接触器也有9A
    3、接触器有灭弧装置,继电器没有灭弧装置。

    触点两端并联RC吸收回路

    1、对于交流来说,需在触点(电源在高频分析时短路)两端并联RC吸合回路,RC吸合回路由电容和电阻串联组成。电阻经验值:10-100欧姆,电容经验值:0.1uF/250V或者0.22-0.47uF

    2、这个触点两端的RC作用不一样,它是为了减小触电工作是的电火花用的,所以也称吸收回路,火花不仅对触电寿命有影响,同时它也是一个干扰源,所以同时这样做也是为了防干扰。
    3、在交流继电器出放至RC的话,不是有句话说,通交隔直吗?在交流继电器线圈上并联一个C,不就是通直,从RC那条之路通过了吗?

    4、这个问题你就不要困扰着,首先,电容并不是真正地通过交流电,另外对于电容你也要看是多大容量,不就是0.22-0.47uF,你可用公式计算一下,对于50HZ交流电它的容抗是很大的,不会成为通路的。

    解释:触点在断开感性负载时,会产生感应电势,(有时断开瞬间电流会是正常值的10倍以上)或是较大电流断开时,空气会被电离产生电弧,电弧的高温像电弧焊一样,会熔化电极触点,造成粘连,(直流电路更为严重)。加入RC元件串联,利用C的充电吸收和R的耗能,尽快消弱电弧能量,降低温度,减小触点熔化粘接的可能,可以试试。选触点距离较大的继电器好一些,大电流的接触器是用灭弧栅防止触头熔化粘连的,变压器油可以灭弧降温。

    在这里插入图片描述

    市面上的继电器

    市面上的一些继电器在继电器线圈处都已经集成了二极管或者RC吸收电路,如下图所示:
    在这里插入图片描述
    同时它的手册里还给出使用方面的推荐:
    在这里插入图片描述

    关于保护继电器触点(灭弧)

    https://blog.csdn.net/ben392797097/article/details/45276899

    我用继电器驱动一个24V 60w电机,采用0.33uF/400V电容并联在触点上作为吸收和保护电容,用不了多久就被击穿了。现在用的电容是0.1uF的X2电容。这种电容标称耐压是~275V,实际能承受2500V的冲击电压。

    后来的仿真和示波器实测都表明,在这个驱动电机的继电器触点分断时候,触点间尖峰电压高达1400V。

    电容如果耐压不够,肯定几次就完蛋了。 如果负载只是一段电阻丝就无所谓了。

    9v2A的负载电路如果是感性负载,在继电器分断时候,如果不加触点保护电容,仅仅靠触点自行拉断,在电感量只有100mH时候(这是一个电磁阀的典型电感量),触点就要承受3000V的电压。 如果触点并一个0.1uF的电容,分断电压会因为电容吸收而降低,但是也要有1500V之高。这个电压决不是几十伏的电容能承受的。上述过程我们做过仿真和测试,证明低压小电容是不能胜任这个感性负载电路的继电器触点保护工作的。

    如果想保护继电器触点,就要降低分断电压以避免出现拉弧烧蚀触点,那么要增加电容。分断时候的续流能量要转移到电容中以电场的形式储存起来,显然,电容容量越大,电压就越低。

    一般发生空气击穿而辉光放电电压(起弧电压)大约是200V。选择保护电容的大小的原则,就是要使触点间电压低于这个值,这样触点就不会拉弧。所以即使用于触点保护的电容,耐压也不能低于200V。按照松下公司的推荐,一般保护触点的电容大小大需要每安培大约0.5~1uF。这时候为了避免继电器再次吸合时候电容上电流迅速泻放而烧坏触点,要给电容串联电阻。这个电阻大约是电源电压每伏特10欧姆。

    如果仅仅是为了消除火花干扰而使用小电容,无所谓保护触点,就不太忌讳高电压,就必须要采用高压电容。

    电容是否被击穿取决于高压的能量而非单纯的电压,理解这一点非常关键。一般低压小电流继电器触点上并联电容的目的既不是消除火花(并电容只能降低不能完全消除火花,这也是并电容的方法不能用在防爆场合的原因),也不是保护触点,而是通过抑制火花的强度来降低瞬态干扰,这对高可靠设计十分重要,即使很轻的纯阻性负载也必须如此处理。

    对于低压小电流的感性负载,只要选取合适的电容如我前面提到的金属化电容就能够满足可靠性需求,这是因为此类电容具有很强的耐受瞬态过压的能力,质量良好的产品可以做到标称耐压值的数十倍,所以只要不是强感性负载,无必要用高压电容,而强感性负载则不能使用普通继电器投切,否则会有严重的拉弧现象,必须用中间继电器推接触器或特种继电器来进行投切。

    半导体器件少数几次过压击穿,就可能永久损坏。但是电容偶尔击穿几次就损坏的可能性比较小,特别是高压小电流击穿,不会立即损坏电容。但是这种击穿损坏的效应是累积的,当击穿次数过多时候,电容的性能就会逐渐下降,最后失效。这也是我前面贴子说用了一阵后就损坏,但不是使用后就立即损坏的原因。

    从保证产品可靠的角度来说,是要重视的。不能因为不立即损坏就采用低压电容。

    楼上说要用金属化电容来做触点保护电容我赞同。金属化电容在发生击穿时候,介质表面的金属膜因为击穿一瞬间产生的高温而蒸发,击穿点就没有了金属膜,这就自动修复了击穿点,而不会导致电容短路。因为这个特性,所以很多保护电容都采用金属化电容,它比其他电容更能承受频繁的过压而不发生危险的短路(但是性能也会随着击穿的次数增加而下降),所以X安规电容都是金属化电容。

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