snubber电路总结

第一篇：snubber电路总结

电阻的用法

一、RC-SNUBBER电路

Snubber电路中文为吸收电路。公司的板子上，其最常应用场合如下图所示。

VCC5R3918.2K 1%1000PF 50V+CE33220uF 10V+CE34220uF 10VC3522uF 25V1C3622uF 25V1C370.1uF 16V1C404DQ14FDD88801GR440Ω 5%UGATE_UES43L411.7uH,13A,DCR6.36mΩ2MAX:11AOCP:13A+CE35470uF 4V+CE36470uF 4VC45C461VCC1_8DDRDLGATE_UEQ15FDD88961R462.2Ω 5%R48C481000PF 50VR492.21K 1%11GSC4710uF 16V22uF 25V110.1uF 16VX_10K 1%C49X_0.01uF 25VC52UD_COMPR50112PF 50V133K 5%C540.01uF 50V3R511.78K 1%

为了便于说明问题，将上图简化。

实际的没有snubber的电路中各点的波形如下图所示。

从上图的波形即客观现象表明在PHASE点会出现电压尖峰。这种尖峰会对L-MOS造成威胁，根据电源组同事的观察，有些板子的L-MOS经常烧坏或寿命大幅缩短，就是PHASE点电压尖峰造成的。实际测量没有SNUBBER的PHASE点波形如图所示（上图红圈内的波形放大）。

造成电压尖峰及其危害的原因是什么呢？为了更严谨更准确说明电路的工作情况设想模型如下。

上图分别是电路中寄生电感和MOS管极间等效电容的示意图。简化之后如下图。

+vI寄生电感储能大电感PHASEMOS管的等效电容滤波电容负载-线路上的等效电阻

上图虚线框内的是PHASE后的线路，由于有储能大电感的存在，瞬时变化的电流I不能通过进入虚线框内。所以对瞬时（高频）电压电流而言，其路径只能是通过L-MOS。为了验证这种设想的真实性，本文建立仿真模型进行验证。

2VL12n1V1 = 0V2 = 5TD = 30nsTR =TF =PW =PER =V1VI500p0R10.10V0

电压源是一个上升沿模仿H-MOS导通的动作。电容模仿L-MOS的等效电容大概有500pF。

0V电感模仿电路上的寄生电感。电阻模仿线路上的等效电阻。仿真波形如下。红色为PHASE点电压，黄色为PHASE点电流，绿色为输入电压。

和实际没有snubber电路的PHASE点波形比较。可以发现两者在波形特征是很相似的。所以可以基本认为，设想的模型是能说明问题的。

分析产生电压尖峰的原因。将上图放大。得下图。红色为PHASE点电压，黄色为PHASE点电流，绿色为输入电压。

时间段1（30ns~A）：H-MOS管导通，5V电压输入。寄生电感中的电流以正弦波的形式增大。同时这个增大的电流给L-MOS的等效电容充电，使得PHASE点的电压上升。

时间段2（A~B）：当PHASE点电压达到5V时，则寄生电感两端的电压开始反向。但寄生电感中的电流不能瞬变，而是以正弦波的形式减小。这时这个减小的电流也在给L-MOS的等效电容充电，使得PHASE点的电压继续上升。

时间段3（B~C）：当寄生电感中的电流减小到0时，L-MOS的等效电容刚好充电到最多的电荷形成PHASE点的电压极大值。此时PHASE点的电压大于输入电压，则电容开始放电PHASE点电压开始减小，电感的电流反向开始增大。

时间段4（C~D）：当PHASE点电压减小到5V时，电感两端的电压有反向了，电流（标量）开始减小，电容中的点放完，但由于电感中的电流还存在，电容被反向充电。PHASE点电压继续下降。

综上所述，电压尖峰是由于寄生电感不能瞬变的电流给L-MOS等效电容充电造成的。而振荡是由于电感和电容的谐振造成的。实际电路中多余的能量大部分是由L-MOS的内阻消耗的。这部分多余的能量等于PHASE点电压为5V时，电流在电感中对应的电磁能。由于等效电容很小，所以多余能量（电荷）能够在电容两端造成较大的电压。所以减小电压尖峰的方法是减小流入等效电容的电荷数量。对于振荡则可以选择阻尼电阻一方面减少振荡次数，一方面减小L-MOS的消耗能量。

因此设计出了snubber电路。如图所示。+v寄生电感PHASEIMOS管的等效电容Snubber电阻线路上的等效电阻-Snubber电容

RC-snubber电路从两个方面去解决电压尖峰的问题。

1、对PHASE点电压等于输入电压时的电感电流分流，这样使得流入L-MOS等效电容的电流大大减小。而snubber电容的容值选取较大，吸收了多余的能量后产生的电压不会太大。这样使得PHASE点的电压尖峰减小。

2、RC中的电阻起到阻尼作用，将谐振能量以热能消耗掉。仿真结果如下

2VL12n1R2I2.2V1 = 0V2 = 5TD = 30nsTR =TF =PW =PER =V1VI3000p500p0R10.10V0

红色为PHASE点电压，黄色为PHASE点电流，绿色为输入电压。天蓝色为snubber分流的电流。

0V0V0V

所以RC-snubber电路的好处有：

1、增强phase点的信号完整性。

2、保护L-MOS提高系统可靠性。

3、改善EMI。坏处：

1、PHASE点电压等于输入电压时需要更多的能量，所以在每次开关时都要消耗更多的能量，降低了电源转换效率。

2、RC选取不好就会起反作用。

Snubber电路的位置选择。大家都知道snubber电路的摆放应该靠近PHASE点。但是有一个细节很有意思。看下图。

图中的寄生电感共4个，给L-MOS造成影响的是上面3个，snubber电路接在PHASE点上。现在有两个问题

1、H-MOS管的等效电容也应该有相似的电压尖峰效应怎么办？

2、snubber电路无法保护第三个寄生电感的造成的过压，可是为什么实际上的吸收效果却很好？

解释上面的问题，可以看一下这里用的MOS管封装便可知道。

在电容总结里讲过，寄生电感主要分布在引脚和走线上。在电源线路的PCB走线是又宽又短的，所以这里的寄生电感主要来源于引脚封装。MOS管的漏极宽大的设计就是为了能够减小寄生电感（当然也可以利于散热），而源极寄生电感在正向导通时不会对MOS管的等效电容造成威胁。

Snubber器件的选取。

首先是电容，snubber电容的作用是为L-MOS等效电容分流而不产生大的过压，所以选取的容值要大于等效电容。但是它使得PHASE点电压等于输入电压时需要更多的能量，所以太大会降低电源的转换效率。这里需要折中考虑。

下面是EC4-1811上1.8V的BUCK电路snubber电路的实验。如图所示。

上图的snubber电路PHASE点波形（黄色）容值1000pF，电阻2.2欧姆。和没有snubber电路的PHASE点波形（白色）的比较。显然振荡减小了，可是电压尖峰去除的效果不好。所以我们将电容增大。

上图PHASE点波形（黄色）容值2000pF，电阻2.2欧姆。和没有snubber电路的PHASE点波形（白色）的比较。和上图比较电压尖峰去除的效果好了一些。再增大电容。

上图PHASE点波形（黄色）容值3000pF，电阻2.2欧姆。和没有snubber电路的PHASE点波形（白色）的比较。和上图比较电压尖峰去除的效果又好了一些。再增大电容。

上图PHASE点波形（黄色）容值4000pF，电阻2.2欧姆。和没有snubber电路的PHASE点波形（白色）的比较。和所以上图比较电压尖峰去除的效果最好。波形较理想。

电阻的选取。Snubber电阻的作用是阻尼作用。选小了，则PHASE点振荡会不容易消除。选大了，则会阻碍snubber电路吸收电流的能力，使得等效电容承受的电流增加，增大PHASE点的电压尖峰。下面是具体实验。电容都是4000pF，电阻分别是0；2.2；5；10。

上图是2.2欧姆的PHASE点波形。

上图是5欧姆的PHASE点波形。

上图是10欧姆的PHASE点波形。

从实验可以很清楚的看出snubber电阻取得大了会使snubber电路的功能丧失。其次，关于L-MOS内肖特基二极管的问题。如下图。

PHASE肖特基二极管body二极管0.7V管压降0.3V管压降

在H-MOS关断到L-MOS打开的死区内。续流是通过L-MOS旁并联的肖特基二极管实现的。负压尖峰是由于瞬时电流对L-MOS反向充电造成的。大概持续了25ns的-0.7V是因为肖特基二极管没有导通，电流从L-MOS的体内二极管通过的管压降。之后的-0.3V左右的负压是因为肖特基二极管导通的管压降造成的。之后L-MOS导通，管压降几乎为0。

回顾之前的MOS总结，L-MOS往往两个并联的目的除了减小导通电阻外，还有减小电压尖峰（正；负）对L-MOS管的损伤，同时还起到备用的作用。

第二篇：电路计算题总结

2.图示电路中，已知：US1=100V，US2=80V，R2=2，I=4A，I2=2A，试用基尔霍夫定律求电阻R1和供给负载N的功率。

I1R1+U－S 19.某感性电路施加一正弦交流电压u2202sin314tV，.RI2+I有功功率P＝7.5kW，无功功率Q=5.5kvar。求：(1)电路的功率

因数;(2)若电路为R，L并联，R，L值为多少? N2(1)tanQP0.73PSo 36.25

US 2.－ I1=2A

cos(2)R0.81

22023

由KCL定律I1I2－I=0

U2由KVL定律R1I1－R2I2US2－US1=0 R1=12

P7.5106.45

供给负载N的功率P＝I(US2－R2I2)=304W

3.图示电路中，已知：US1=15V，US2=30V，R1=0.5，R2=0.2，R3=2，R4=3，R5=4。用电源等效变换法求电流I。

XLU2Q220235.5108.8

IR5.R3.R4..IIS 1RS 1.R1R2.R5++IS 2RS 2U－.S 1U－S 2.原图

图中：IS1US1R30A RS1R1//R30.4

1IS2S2UR150A RS2R2//R40.19

2－+－+US 3US 4R6R5I 图中：US3=RS1IS1=12V US4=RS2IS2=28.5V R6=RS1+RS2=0.59 8 IUS3US4R8.82A

6R57.图示电路中，已知:US=15V，IS1=3A，IS2=2A，R1=3，R2=8，R3=4，R4=12，R5=2。用戴维宁定理求电流I。

.A.IR5A+II..S 1S 2US...+－IS 1USR3R5－RR4R21R1.....BBA+.I+UAB0US－－R0R1.B

将US支路移开： UAB0=R5IS1=6V R0=R5=2 化为如下电路：I=UAB0USR1.8A

0R=1LXL8.831428mH

11.在R，L，C串联电路中，L=0.5H，若施加

u70.7sin(100t30o)V的电源电压，电路中电流为i1.5sin100tA。试求电路参数R和C。

Z70.71.547.13

RZcos30o47.133240.82

XZsin30o47.131223.57

XLL1000.550

XXLXC XCXLX=26.43

C13.78102X1F

C10026.4322.图示电路中，已知：R1=R2=3，R3=R4=6，US=27V，IS=3A。用叠加原理求各未知支路电流。

.I2R2.R2I'2I1I..3II'I4I'I3I'I4R31ISR1+R4ISR1RU3R4S..－..解：IS单独作用时

IR2R3//R41R1R2R3//RIS2A

4I2ISI11A I3I40.5A

US单独作用时

R2I“I2.I”III“13I”I4RR31R4+US.－ I3USR3(R1R2)//R43A

I1I2I41.5A

叠加得：I1=I1'+I1“=3.5A I2=I2'－I2”=－0.5A

I3=－I3'+I3“=2.5A I4=I4'+I4”=2A

23.图示电路原已稳定，t=0时将开关S闭合。已知：US!=6V，US2=24V，R1=3，R2=6，C=0.5F。求S闭合后的uC(t)。

S+RUS11+uCR2+US2－C－－ uC(0)uC(0)US16 VUS1R2R1R2US2R1R1R26uC()12 V =R1R2R1R2C110 s

t

 6

106uC(t)uC()uC(0)uC()e =126et V

第三篇：模拟电路总结

模拟电路总结

一、运算放大器的电路模型

通常：

开环电压增益

Avo≥105（很高）输入电阻

ri ≥ 106Ω（很大）输出电阻

ro ≤100Ω（很小）

vO＝Avo(vP－vN)（V－＜vO＜V＋）

运算放大器的电路模型

理想集成运放

开环电压增益Avo→∞ 输入电阻ri →∞ 输出电阻ro →0

-----虚断

理想集成运放开环工作时

----称集成运放工作在非线性区 集成运放引入负反馈

vO＝Avo(vP－vN)（V－＜vO＜V＋）而理想运放

Avo →∞

∴应有vP » vN----称工作于线性区

----虚短

1、同相比例放大电路

2、反相比例放大电路

3、求和电路(加法电路)

4、求差电路(减法电路)

（1）利用信号取反求和以实现减法运算

（2）差分式减法电路

5、通用数据放大电路

通用数据放大器，常用于对传感器输出微弱信号放大

此电路输入电阻高、输出电阻低，且抑制共模信号的能力强

6、积分电路

7、微分电路

二、滤波电路的基本概念与分类

（1）滤波器：一种能使有用频率信号顺利通过，而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。

（2）滤波电路的传递函数

（3）几个术语

通频带（通带）：能够顺利通过的信号的频率范围。理想情况：通带增益为常数, 幅频响应具有0db衰减 阻带：受抑制或大为衰减的信号的频率范围。

（4）分类

一阶有源滤波电路

2.高通滤波电路

RC高通电路+同相比例放大器

3.带通滤波电路

二阶有源滤波电路

1、二阶有源低通滤波电路

第四篇：RC电路总结

RC电路在模拟电路、脉冲数字电路中得到广泛的应用，由于电 路的形式以及信号源和R，C元件参数的不同，因而组成了RC电路的各种应用形式：微分电路、积分电路、耦合电路、滤波电路及脉冲分压器。关键词：RC电路。微分、积分电路。耦合电路。在模拟及脉冲数字电路中，常常用到由电阻R和电容C组成的RC电路，在些电路中，电阻R和电容C的取值不同、输入和输出关系以及处理的波形之间的关系，产生了RC电路的 不同应用，下面分别谈谈微分电路、积分电路、耦合电路、脉冲分压器以及滤波电路。

1.RC微分电路

如图1所示，电阻R和电容C串联后接入输入信号VI，由电阻R输出信号VO，当RC 数值与输入方波宽度tW之间满足：RC<

在t=t1时，VI由0→Vm，因电容上电压不能突变（来不及充电，相当于短 路，VC＝0），输入电压VI全降在电阻R上，即VO＝VR＝VI＝V m。随后（t>t1），电容C的电压按指数规律快速充电上升，输出电压随之按指数规 律下降（因VO＝VI－VC＝Vm－VC），经过大约3τ（τ＝R × C）时，VCVm，VO0，τ（RC）的值愈小，此过程愈快，输出正 脉冲愈窄。

t=t2时，VI由Vm→0,相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负的电压V m开始按指数规律经电阻R放电，刚开始，电容C来不及放电，他的左端（正电）接地，所以VO＝－Vm，之后VO随电容的放电也按指数规律减小，同样经过大 约3τ后，放电完毕，输出一个负脉冲。

只要脉冲宽度tW>（5~10）τ，在tW时间内，电容C已完成充电或放电（约需3 τ），输出端就能输出正负尖脉冲，才能成为微分电路，因而电路的充放电时间常数τ必须 满足：τ＜（1/5~1/10）tW，这是微分电路的必要条件。

由于输出波形VO与输入波形VI之间恰好符合微分运算的结果［VO=RC（dVI/dt）］，即输出波形是取输入波形的变化部分。如果将VI按傅里叶级展开，进行微分运算的结果，也将是VO的表达式。他主要用于对复杂波形的分离和分频器，如从电视信号的复合同步脉冲分离出行同步脉冲和时钟的倍频应用。

2.RC耦合电路

图1中，如果电路时间常数τ（RC）>>tW，他将变成一个RC耦合电路。输 出波形与输入波形一样。如图3所示。

（1）在t=t1时，第一个方波到来，VI由0→Vm，因电容电压不能突变（VC=0），VO=VR=VI=Vm。

（2）t1>tW，电容C缓慢充电，VC缓慢上升为左正右负，V O=VR=VI－VC，VO缓慢下降。

（3）t=t2时，VO由Vm→0，相当于输入端被短路，此时，VC已充有左 正右负电压Δ［Δ=（VI/τ）×tW］，经电阻R非常缓慢地放电。

（4）t=t3时，因电容还来不及放完电，积累了一定电荷，第二个方波到来，电阻上的电 压就不是Vm，而是VR=Vm-VC（VC≠0），这样第二个输出 方波比第一个输出方 波略微往下平移，第三个输出方波比第二个输出方波又略微往下平移，…，最后，当输出波 形的正半周“面积”与负半周“面积”相等时，就达到了稳定状态。也就是电容在一个周期 内充得的电荷与放掉的电荷相等时，输出波形就稳定不再平移，电容上的平均电压等于输入 信号中电压的直流分量（利用C的隔直作用），把输入信号往下平移这个直流分量，便得到 输出波形，起到传送输入信号的交流成分，因此是一个耦合电路。

以上的微分电路与耦合电路，在电路形式上是一样的，关键是tW与τ的关系，下面比 较一下τ与方波周期T（T>tW）不同时的结果，如图4所示。在这三种情形中，由于电 容C的隔直作用，输出波形都是一个周期内正、负“面积”相等，即其平均值为0，不再含有 直流成份。

①当τ>>T时，电容C的充放电非常缓慢，其输出波形近似理想方波，是理想耦合电路。

②当τ=T时，电容C有一定的充放电，其输出波形的平顶部分有一定的下降或上升，不是 理想方波。

③当τ<

3.RC积分电路

如图5所示，电阻R和电容C串联接入输入信号VI，由电容C输出信号V0，当RC（τ）数值与输入方波宽度tW之间满足：τ>>tW，这种电路称为积分电路。在

电容C两端（输出端）得到锯齿波电压，如图6所示。

（3）t=t2时，VI由Vm→0，相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负电 压VI（VI

这样，输出信号就是锯齿波，近似为三角形波，τ>>tW是本电路必要条件，因为他是 在方波到来期间，电容只是缓慢充电，VC还未上升到Vm时，方波就消失，电容 开始放电，以免电容电压出现一个稳定电压值，而且τ越大，锯齿波越接近三角波。输出波 形是对输入波形积分运算的结果号的变化量。，他是突出输入信号的直流及缓变分量，降低输入信4.RC滤波电路（无源）

在模拟电路，由RC组成的无源滤波电路中，根据电容的接法及大小主要可分为低通滤波 电路（如图7）和高通滤波电路（如图8）。

(1)在图7的低通滤波电路中，他跟积分电路有些相似（电容C都是并在输出端），但 他们是应 用在不同的电路功能上，积分电路主要是利用电容C充电时的积分作用，在输入方波情形下，来产生周期性的锯齿波（三角波），因此电容C及电阻R是根据方波的tW来选取，而 低通滤波电路，是将较高频率的信号旁路掉（因XC=1/（2πfC），f较大时，XC较 小，相当于短路），因而电容C的值是参照低频点的数值来确定，对于电源的滤波电路，理 论上C值愈大愈好。

(2)图8的高通滤波电路与微分电路或耦合电路形式相同。在脉冲数字电路中，因RC与脉 宽tW的关系不同而区分为微分电路和耦合电路；在模拟电路，选择恰当的电容C值，就可以有选择性地让较高频的信号通过，而阻断直流及低频信号，如高音喇叭串接的电容，就是阻止中低音进入高音喇叭，以免烧坏。另一方面，在多级交流放大电路中，他也是一种 耦合电路。

5.RC脉冲分压器

当需要将脉冲信号经电阻分压传到下一级时，由于电路中存在各种形式的电容，如寄生电容，他相当于在负载侧接有一负载电容（如图9），当输入一脉冲信号时，因电容CL的 充电，电压不能突变，使输出波形前沿变坏，失真。为此，可在R1两端并接一加速电容 C1，这样组成一个RC脉冲分压器（如图10）。

(1)t=0+时，电容视为短路，电流只流经C1，CL，VO由C1和CL分压得到：

但是，任何信号源都有一定的内阻，以及一些电路的需要，通常采取过补偿的办法，如电视 信号中，为突出传送图像的轮廓，采用勾边电路，就是通过加大C1的取值。

求RC电路的放电时间为1分锺，电压从9V降到5v.放电电流为300mA左右，选择最佳的的R值和C值。

RC电路的放电方程是：UC=US*e-t/RC，其中，US=9，UC=5，t=60，代入公式可求出时间常数RC的值，现在关键的就是要确定R和C的值了，它只能通过你所要求的放电电路来选择了，由放电电流公式：I=C*dU/dt，再将此公式代入上面的公式中可得：I=-US*C/RCe-t/RC，将C看成一个未知参数，然后作出I-t曲线，计算出该曲线与直线I=300所围成的面积，这个积分上下限为t=0-60，去使面积最小的C值就可.

第五篇：电路实验总结

2016--2017第二学期

机械电子专业电路实验总结

电路是第一门专业基础课，是以后专业课学习的基础，电路实验的目的是加深学生对电路本身的理解，包含对电路本质的分析和各种电气设备的认识。

本学期开设六个实验，前三个实验包含仪器设备使用、基尔霍夫定律、等效变换。属于电路基本分析方法，RC一阶及RLC研究是后续课程常用的电路，功率因数提高涉及到电路理论的应用，并且对市电电压有个了解。

实验过程中注重仪器设备的认识和正确操作。实验过程中发现学生对一些概念的理解也不是很清晰，应加强对学生实验预习方面的要求。电流表的使用一直是学生不注意的地方，主要是不注意表的量程及连接方法，有时会出现并接时严重错误，因此在这学期里，加强了对这方面的练习。