О снабберах

Заставила жизнь более плотно разобраться с демпфирующими цепями в переключающих схемах. Покопался в литературе и вот что узнал об RCD диссипативном снаббере.

Основной проблемой появления выбросов при работе на индуктивную нагрузку (первичная обмотка трансформатора) является индуктивный ток, который продолжает течь после закрытия ключа. Этот ток должен пропустить через себя обратный защитный диод. Но время восстановления этого диода конечно (у внутренних диодов MOSFETов до нескольких сотен наносекунд, у быстрых переключающих диодов несколько десятков наносекунд), и за это время на стоке ключа вырастает конкретная такая иголочка. Задача представленного снаббера - поглотить эту иголочку и достаточно медленно ее "рассосать". 

Итак, представляем что нижний ключ закрывается. Напряжение на стоке растет. В этот момент открывается диод снаббера и заряжает конденсатор. Емкость конденсатора такова, что большая часть энергии иголочки уходит на его зарядку. Задача конденсатора - продержаться до момента открывания обратного защитного диода верхнего ключа (в двухтактных схемах), который сольет весь оставшийся индуктивный ток на шину питания.
Возникает вопрос - а зачем снаббер, если можно просто поставить быстрый обратный диод на верхнем ключе? Ответ простой. Обратный диод начнет свою работу только после того, как напряжение на стоке нижнего ключа превысит напряжение питания. То есть он начнет "подчистку" тогда, когда "уже все плохо". А снабберная цепь начнет гасить импульс сразу после закрытия нижнего ключа, как только напряжение на на его стоке превысит напряжение открытия диода (порядка вольта). Поэтому это дополняющие, а не конкурирующие элементы.

Таким образом, конденсатор снаббера может зарядиться практически до напряжения питания. Отсюда вытекает методика его расчета:

С = 2 * Imax * t / Uпит

где Imax - максимальный ток через транзистор, t - время включения защитного диода (или время спада тока коллектора) в секундах, Uпит - напряжение питания (или максимальное напряжение, до которого зарядится конденсатор).

Диод подбирается по допустимому напряжению и максимальному току и с как можно меньшим временем включения.

Резистор в данном случае служит для разрядки конденсатора в "нерабочее" время, то есть за половину периода тактовой частоты. Он должен быть безиндуктивным (МЛТ) и соответствующей мощности. Мощность, рассеиваемая на резисторе, пропорциональна частоте и заряду конденсатора:

 P = F * C * Uпит * Uпит / 2

Учитывая то, что конденсатор должен разрядиться за половину периода, сопротивление резистора должно быть не более:

R <= C * F / 2