ค้นหาบทความที่นี่

บทความทั้งหมด

[Tips] ป้องกันวงจรจากไฟกระชากด้วย Snubber

3 ปีที่ผ่านมา

โดย เจ้าของร้าน

Publish : 28 January 2022

หัวข้อในบทความนี้
- วงจร Snubber ในงานระบบไฟฟ้า
- ประเภทของวงจร Snubber
- RC Snubbers
- Diode Snubbers
- RCD Snubbers
- Solid-State Snubbers
- Snubber ในระบบอื่น ๆ

วงจร Snubber ในงานระบบไฟฟ้า
วงจร Snubber มักถูกนำมาใช้กับงานที่มีการตัด/ต่อแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันที่อุปกรณ์สวิตช์อย่างกระทันหัน (Inductive Kick) ตามกฏของฟาราเดย์ (Faraday's Law) เหตุการณ์นี้จะเกิดการรบกวนทางไฟฟ้า (Electromagnetic Interference : EMI) ซึ่งจะส่งผลกับวงจรไฟฟ้า หากค่า EMI นี้มีความเข้มสูงมากก็จะส่งผลเสียกับวงจรของเรา หรืออาจมีผลต่อการทำงานของ MCU ได้ เนื่องด้วยสาเหตุนี้วงจร Snubber จึงถูกนำมาใช้เพื่อรับแรงดัน/กระแสที่เกิดการกระชาก และค่อย ๆ คายออกมาทีละน้อยเพื่อป้องกันความเสียหายให้กับอุปกรณ์นั่นเอง
ตัวอย่างภาพด้านล่างเป็นลักษณะของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น โดยด้านบนคือสัญญาณที่ไม่มี Snubber จะเห็นได้ชัดเจนว่าเมื่อตัดไฟฟ้าออกจะเกิดแรงดันสูงพีคขึ้นไปชั่วขณะหนึ่ง ส่วนรูปล่างมี Snubber ซึ่งช่วยการกระจายพลังงาน ลักษณะของสัญญาณจะมีความเรียบอย่างเห็นได้ชัดเจน (ที่มาของภาพ : passive-components.eu)

ตัวอย่างการต่อ Snubber ในวงจร

ประเภทของวงจร Snubber
RC Snubbers วงจร RC Snubber นั้นมีอุปกรณ์ตามชื่อคือ R และ C ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุนั่นเอง วงจร RC Snubber สามารถช่วยป้องกันแรงดันกระชากได้อย่างดี และถูกออกแบบมาให้ใช้ได้ทั้งโหลดกระแสตรง (DC) และกระแสสลับ (AC) ซึ่งวงจร RC Snubber นี้มักนิยมใช้กับโหลดที่มีขดลวดเหนี่ยวนำ เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า
การสร้าง RC Snubber ทำได้โดยการนำตัวต้านทานและตัวเก็บประจุมาต่ออนุกรมกันเป็น Snubber (ภาพล่างซ้าย) และนำไปต่อขนานกับวงจรที่ต้องการใช้งาน หรือใช้ RC Snubber สำเร็จรูปที่มีจำหน่าย(ภาพล่างขวา)

Diode Snubbers หรือเรียกว่า Flyback Diode ในวงจรกระแสตรง (DC) วงจร Snubber ชนิดนี้จะใช้ไดโอดต่อขนานกับวงจรที่เป็น Inductive Load (เช่น รีเลย์ มอเตอร์) เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันอย่างกระทันหัน พลังงานที่ยังเหลืออยู่ในขดลวดของอุปกรณ์จะเกิดการเหนี่ยวนำก่อให้เกิดความเสียหายของอุปกรณ์ โดยไดโอดตัวนี้จะทำหน้าที่ดูดซับแรงดัน (คล้ายกับวงจร Rectifier ที่ไดโอดจะตัดแรงดันลบออก) และแรงดันที่ตกคร่อมไดโอดนี้จะค่อย ๆ ลดลงจนหมดไปด้วยความต้านทานที่เกิดจากตัวขดลวดเอง

RCD Snubbers เป็นการออกแบบวงจรที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้น โดยใช้ ไดโอดไปต่อวงจรร่วมกับ RC Snubbers นั่นเอง ตามตัวอย่างวงจรด้านล่าง (ภาพจาก : researchgate.net)

Solid-State Snubbers วงจรชนิดนี้มีการทำงานคล้ายกับ Diode Snubbers แต่จะอาศัย Varistor หรือซีเนอร์ไดโอดสองตัวต่อกันเป็น Inverse-Series ในลักษณะ Voltage Clipping (ตัวอย่างวงจร Voltage Clipping ตามภาพด้านล่าง) ซึ่ง Solid-State Snubbers นี้ถูกออกแบบให้มีการกระจายพลังงานได้อย่างรวดเร็ว และสามารถป้องกันแรงดันได้ทั้งสองขั้ว

Snubber ในระบบอื่น ๆ
นอกจากในระบบไฟฟ้าที่มี Snubber เพื่อป้องกันไฟกระชากแล้ว ในระบบไฮโดรลิคก็มีการใช้งานระบบป้องกันแรงดันของของเหลวในท่อ เรียกว่า Snubber เช่นเดียวกัน