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Turn Off Snubber

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Turn Off Snubber

Messaggioda Foto Utenteslashino » 28 ott 2015, 21:09

Ciao,
qualcuno mi spiegherebbe la funzione del diodo D e della resistenza R nel circuito in figura?



Mi è chiaro come il condensatore serva a permettere di velocizzare la discesa della corrente in M durante il suo spegnimento, ma poi non mi sono chiari i problemi che sorgono durante l'accesione, i quali vengono risolti con l'inserimento di D ed R.

Grazie.
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[2] Re: Turn Off Snubber

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 28 ott 2015, 21:47

Il condensatore serve per rallentare la salita della tensione sul MOS quando questo si spegne, non ad accelerare lo spegnimento. In questo modo la corrente sull'interruttore scende a zero senza che la tensione sia salita troppo.

Una volta spento il condensatore si carica al valore di tensione sull'interruttore aperto. Quando si chiude non si vuole che il condesatore si scarichi di botto sull'interruttore altrimenti si avrebbe una dissipazione inaccettabile. Il diodo previene questo fenomeno e la resistenza scarica adagio il condensatore, con interruttore chiuso, in modo che il condensatore sia pronto per la successiva apertura.
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[3] Re: Turn Off Snubber

Messaggioda Foto Utenteslashino » 28 ott 2015, 22:41

IsidoroKZ ha scritto:Il condensatore serve per rallentare la salita della tensione sul MOS quando questo si spegne, non ad accelerare lo spegnimento. In questo modo la corrente sull'interruttore scende a zero senza che la tensione sia salita troppo.

Ok, sono d'accordo, ma non equivale a dire che la corrente nell'interruttore può diminuire più prontamente? (quello che ho scritto nel post iniziale).
Intendo dire che quando la tensione sul gate di M comincia a scendere l'interruttore non è forzato a condurre I_L (con conseguente aumento rapido della tensione di drain) ma una parte della corrente che nella fase di On lo attraversava va nel condensatore e la I_{ds} ha modo di diminuire.

IsidoroKZ ha scritto:Una volta spento il condensatore si carica al valore di tensione sull'interruttore aperto. Quando si chiude non si vuole che il condesatore si scarichi di botto sull'interruttore altrimenti si avrebbe una dissipazione inaccettabile. Il diodo previene questo fenomeno e la resistenza scarica adagio il condensatore, con interruttore chiuso, in modo che il condensatore sia pronto per la successiva apertura.


E' questo il punto che non mi è chiaro. Non appena V_{gs} inizia a salire M è in saturazione, quindi la corrente che lo attraversa è determinata praticamente soltanto dalla V_{gs} stessa. Cioè, è il mosfet ad imporre la corrente, e il condensatore a "concedere" una parte di corrente richiesta(*) , no?


(*)...direi una parte molto piccola, ma prima di affrontare questo punto vorrei un chiarimento riguardo la faccenda del diodo e la resistenza

Come sempre, grazie mille :D
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[4] Re: Turn Off Snubber

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 31 ott 2015, 15:57

Quello snubber di spegnimento serve per ridurre la potenza dissipata in commutazione. Se non ci fosse, quando cominci ad aprire il MOS, dato che la corrente e` costante, si ha che prima sale la tensione, poi scende la corrente,



La pendenza di salita della tensione dipende dalla resistenza di gate e dalla capacita` Crss, ma qui non ha importanza. QUello che e` importante e` che prima sale la tensione, poi scende la corrente e il prodotto VxI da` una potenza dissipata istantanea mostrata dalla curva P in viola.

Quando invece c'e` un condensatore di snubber, metto solo il condensatore, per spegnere la corrente nel MOS non serve aspettare che la tensione sia salita fino ad accendere il diodo, perche' c'e` una via alternativa alla corrente. La corrente del MOS scende, quella che non passa piu` per il MOS va nel condensatore che si carica con funzione parabolica, se la corrente scende linearmente. Dopo che il MOS si e` spento la tensione VDS sale linearmente con una pendenza data da IL/C. La potenza istantanea dissipata e` quella viola, minore di prima.

Ora vediamo l'accensione. Se lo snubber fosse fatto solo dal condensatore, in accensione si avrebbe una sovracorrente molto elevata, dovuta al condensatore che viene scaricato a forza sul MOS. Con diodo e resistenza invece il percorso della carica e` indicato in rosso (azione si snubbing), quello della scarica del condensatore, durante Ton in verde.


E` vero che il condensatore di snubber si scarica attraverso il MOS, ma con una corrente limitata dalla resistenza e praticamente tutta l'energia del condensatore viene dissipata da R che deve essere dimensionata in modo che RC sia almeno due o tre volte piu` piccola del tempo ON minimo, cosi` che abbia tempo di scaricarsi.
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[5] Re: Turn Off Snubber

Messaggioda Foto Utenteslashino » 31 ott 2015, 17:44

Ciao, grazie mille per la risposta.
Vorrei aggiungere due cose:
1) L'andamento di I_c non dovrebbe fare così? (nel caso di condensatore abbastanza grande e difficile da caricare)


2) Nel frattempo avevo pensato anche io al circuito, e adesso ciò che accade mi è abbastanza chiaro.
La funzione del diodo è quella di offrire un percorso a bassa impedenza verso massa durante la fase di turn off.
In fin dei conti, man mano che il transistor va off e richiede meno corrente, la corrente I_0 viene deviata nel ramo a destra. Dal momento che quest'ultimo è attraversata da una corrente praticamente imposta dal carico e dallo spegnimento del transistor, la resistenza R non ci fa comodo anche durante questa fase? In questo modo man mano che I_c sale, grazie a R I_c la tensione sul drain può salire ancora più velocemente.
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[6] Re: Turn Off Snubber

Messaggioda Foto Utenteslashino » 31 ott 2015, 17:48

1)* Oppure così, se C si carica più velocemente:
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[7] Re: Turn Off Snubber

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 31 ott 2015, 18:03

Hai ragione, la corrente e` ovviamente quella che hai disegnato tu.

Se metti una resistenza in serie al condensatore anche durante la carica e` vero, la tensione puo` salire piu` velocemente, sempre che non sia limitata dalla corrente iniettata dal gate, ma, e c'e` il problema che la tensione ai capi del MOS e` piu` alta e quindi dissipa di piu`.

Se metti un condensatore tale che la tensione arriva al massimo quando la corrente va a zero hai fatto quello che si chiama lo snubber ottimo. Se C e` piu` piccolo hai uno snubber leggero, se e` piu` grande hai uno snubber pesante.

Trovi tutta questa roba in un paio di articoli di Murray (del 1972 e 1980) che non riesco a trovare in rete e sul libro del mio amico Rudy Severns di cui questo e` un estratto.
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[8] Re: Turn Off Snubber

Messaggioda Foto Utenteslashino » 31 ott 2015, 18:09

IsidoroKZ ha scritto:Se metti un condensatore tale che la tensione arriva al massimo quando la corrente va a zero hai fatto quello che si chiama lo snubber ottimo.

Giusto! Così né devo aspettare di più che si carichi il condensatore né mi trovo ad affrontare un intervallo in cui ho corrente nel transistor con una tensione alta ai suoi capi.

Grazie mille (anche per il link) :ok:
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