Snubber

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Um snubber é um dispositivo usado para suprimir ("snub") um fenômeno como transientes de tensão em sistemas elétricos, transientes de pressão em sistemas de fluidos ou excesso de força ou movimento rápido em sistemas mecânicos.

Sistemas elétricos[editar | editar código-fonte]

Os Snubbers são frequentemente usados ​​em sistemas elétricos com uma carga indutiva, onde a interrupção súbita do fluxo de corrente leva a um forte aumento na tensão através do dispositivo de comutação de corrente, de acordo com a lei de Faraday. Este transiente pode ser uma fonte de interferência eletromagnética (EMI) em outros circuitos. Além disso, se a tensão gerada através do dispositivo estiver além do que o dispositivo deve tolerar, ele poderá danificá-lo ou destruí-lo. O snubber fornece um caminho de corrente alternativo de curto prazo em torno do dispositivo de comutação atual para que o elemento indutivo possa ser descarregado de forma mais segura e silenciosa. Elementos indutivos são muitas vezes não intencionais, mas surgem dos loops de correntes implicados por circuitos físicos. Embora a comutação de corrente esteja em toda parte, os snubbers geralmente só serão necessários quando um caminho de corrente principal for comutado, como emfontes de alimentação. Os amortecedores também são usados ​​com frequência para evitar centelhamento nos contatos de relés e comutadores e na interferência elétrica e na soldagem/colagem dos contatos que podem ocorrer (consulte também supressão de arco).

Snubbers RC[editar | editar código-fonte]

Esquema de Snubber RC
Snubbers RC
Desenho esquemático de um conversor flyback com um RCD snubber

Um simples RC snubber usa um pequeno resistor (R) em série com um pequeno capacitor (C).[1] Esta combinação pode ser usada para suprimir o aumento rápido da tensão através de um tiristor, impedindo a ativação errônea do tiristor; Ele faz isso limitando a taxa de aumento na tensão (dV/dt) através do tiristor a um valor que não o desencadeie. Um snubber RC adequadamente projetado pode ser usado com cargas DC ou AC. Este tipo de snubber é comumente usado com cargas indutivas, como motores elétricos. A tensão através de um capacitor não pode mudar instantaneamente, então uma corrente transitória decrescente irá fluir através dele por uma pequena fração de segundo, permitindo que a voltagem através do interruptor aumente mais lentamente quando o interruptor for aberto. A determinação da tensão nominal pode ser difícil devido à natureza das formas de onda transientes e pode ser definida simplesmente pela potência nominal dos componentes do snubber e da aplicação. Os snubbers RC podem ser feitos discretamente e também são construídos como um único componente (veja também a célula Boucherot).

Diodo snubbers[editar | editar código-fonte]

Quando o fluxo de corrente é DC, um diodo retificador simples é frequentemente empregado como um snubber.[2] O snubber de diodo é conectado em paralelo com uma carga indutiva (como um relé de bobina ou do motor elétrico). O diodo de amortecimento é ligado em paralelo com uma carga indutiva (como uma bobina de relé ou um motor elétrico). O diodo é instalado de forma que não conduza em condições normais. Quando a corrente de condução externa é interrompida, a corrente do indutor flui através do diodo. A energia armazenada do indutor é então gradualmente dissipada pela queda de tensão do diodo e pela resistência do próprio indutor. Uma desvantagem de usar um diodo retificador simples como um snubber é que o diodo permite que a corrente continue fluindo por algum tempo, fazendo com que o indutor permaneça ativo por um tempo um pouco mais longo do que o desejado. Quando tal snubber é utilizado em um relé, esse efeito pode causar um atraso significativo na queda ou desengate do atuador.

O diodo deve entrar imediatamente no modo de condução direta quando a corrente de condução for interrompida. A maioria dos diodos comuns, mesmo os diodos de silício "lentos", podem ser ligados rapidamente,[3] em contraste com o seu tempo de recuperação reversa lenta. Estes são suficientes para amortecimento dispositivos eletromecânicos, como relés e motores.

Em casos de alta velocidade, onde a comutação é mais rápida do que 10 nanossegundos, como em certos reguladores de potência de comutação, diodos "rápidos", "ultra-rápidos" ou Diodos Schottky podem ser necessários[4]

Snubbers RCD[editar | editar código-fonte]

Designs mais sofisticados usam um diodo com uma rede RC.[5]

Snubbers de estado sólido mais sofisticados[editar | editar código-fonte]

Em alguns circuitos DC, um varistor ou dois diodos Zener da série inversa (coletivamente chamados de Transil ou Transorb) podem ser usados em vez do diodo simples. Como esses dispositivos dissipam potência significativa, o relé pode ser desligado mais rapidamente do que com um simples diodo retificador. Uma vantagem em usar um transorb em apenas um diodo é que ele protege contra sobretensão com ambas as polaridades, quando conectado ao terra, força a tensão a permanecer entre os limites das tensões de ruptura dos diodos Zener. Um diodo Zener conectado ao terra protege contra transientes positivos que ultrapassam a tensão de ruptura do Zener e protege contra transientes negativos maiores que uma queda normal de diodo direto.

Em circuitos CA, um snubber de diodo retificador não pode ser usado; Se um snubber RC simples não for adequado, um design de snubber bidirecional mais complexo deve ser usado.

Sistemas mecânicos[editar | editar código-fonte]

Snubbers (amortecedor) para tubos e equipamentos são usados para controlar o movimento durante condições anormais, como terremotos, viagens de turbinas, fechamento de válvula de segurança/alívio. Os snubbers (amortecedor) permitem o movimento térmico livre de um componente durante condições regulares, mas restringem o componente em condições irregulares.[6] Um snubber (amortecedor) hidráulico permite a deflexão do tubo sob condições operacionais normais. Quando submetido a uma carga de impulso, o snubber (amortecedor) torna-se ativado e age como uma restrição para restringir o movimento do tubo.[7] Um snubber (amortecedor) mecânico utiliza meios mecânicos para fornecer a força de retenção.[8]

Veja também[editar | editar código-fonte]

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. Ott, Henry W. (1976). Noise Reduction Techniques in Electronic Systems. [S.l.]: John Wiley. pp. 189–192. ISBN 0-471-65726-3 
  2. Ott 1976, p. 193; diode protects transistor driver from overvoltage.
  3. cliftonlaboratories.com
  4. cds.linear.com
  5. Ott 1976, p. 192–193: "The R–C–D network provides optimum contact protection, but it is more expensive than other methods and cannot be used in an ac circuit."
  6. Hydraulic & Mechanical Snubbers Piping Technology & Products, (retrieved February 2012
  7. Hydraulic Snubber Piping Technology & Products,(retrieved January 2012)
  8. Snubbers: A General Overview Arquivado em 21 de fevereiro de 2018, no Wayback Machine. Piping Technology & Products, (retrieved February 2012)

Leitura complementar[editar | editar código-fonte]

  • Ott, Henry (1988). Noise Reduction Techniques in Electronic Systems. [S.l.: s.n.] ISBN 978-0471850687 
  • Horowitz, Paul; Hill, Winfield (1989). The Art Of Electronics. [S.l.: s.n.] ISBN 0-521-37095-7