스위치를 켜고 끄는 데 시간이 얼마나 걸립니까?


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여기에 이미지 설명을 입력하십시오 인덕터 양단의 전압 방정식은 v = L di / dt입니다. 스위치가 회로를 닫힘에서 열림으로 변경하면 전류가 매우 빠르게 변경됩니다. 내 질문은 유도 될 전압을 계산하기 위해 정확한 대답이 필요하기 때문에 얼마나 많은 시간이 걸리는지를 정확히 아는 것입니다.


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인덕터를 빠르게 회전하는 놀이터 회전 목마로 생각하면 스위치는 회전 목마까지 걸어 가서 회전을 멈추는 사람입니다. 사람이 강하고 땅이 단단하면, 이것은 빠르게 일어나고 아마도 땅을 변형 시켜서도 사람을 통해 에너지가 소산됩니다 (스위치가 빨리 열림). 표면이 미끄러 워 지거나 사람이 충분히 튼튼하지 않으면 회전하거나 회전식 회전판으로 회전 시키거나 회전하기 시작합니다.
crasic

답변:


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이것은 매우 좋은 질문입니다.

스위치가 회로를 닫힌 상태에서 열린 상태로 변경하면 전류가 매우 빨리 쫓아갑니다.

정확히. 스위치가 열리면 스위치의 전압이 증가합니다. 이 전압은 di / dt = V / L에 따라 인덕터 전류를 감소시킵니다.

스위치 및 스위치 양단의 전압 증가에 반응하는 방식에 따라 인덕터에 저장된 에너지가 스위치가 열리는 방식을 결정합니다.

모든 실제 스위치는 접점에 걸쳐 부유 용량을 갖습니다. 일부 스위치 (자동차 점화 차단기 지점)에서 커패시턴스는 접점을 가로 질러 배치 된 물리적 커패시터에 의해 확대됩니다. FET와 트랜지스터는 디바이스 크기에 따라 10 ~ 1000s pF의 전극 간 커패시턴스를 갖습니다.

계속해서 흐르는 인덕터 전류가이 커패시턴스를 충전합니다. 따라서, 개방 스위치는 순간적이지는 않지만 빠르게 상승하는 전압에 노출된다.

인덕터에 원래 에너지가 스위치가 파손되지 않을 정도로 낮은 전압에서 스위치 커패시턴스에 저장 될 수 있으면 스위치가 파손되지 않습니다. 이것이 자동차 점화 차단기 시스템에서 큰 커패시터가하는 일입니다. 접점 사이의 간격이 충분히 빠르게 열리고 접점이 상승 전압을 '앞서'유지할 정도로 전압이 천천히 상승합니다.

스위치 전압이 일부 항복 전압 이상으로 상승하면 고장이 발생합니다. 물리적 스위치를 사용하면 터미널간에 아크가 발생합니다. 이 아크는 금속을 녹여 움직일 수 있으므로 기계적인 접촉을 방해하는 경우가 많습니다. 높은 융점 재료, 매우 무거운 접점을 사용하거나 (고압 스위치 기어에서와 같이) 에어 블래스트를 사용하여 냉각 및 연장하여 아크를 끄면 완화 할 수 있습니다. 스위치가 아크 상태 인 동안 스위치를 '닫힘'상태 또는 최소한 '열리지 않은 상태'로 간주 할 수 있으므로 인덕터 에너지가 아크 상태를 유지하는 시간이 얼마나 빨리 열리는 지 효과적으로 제어합니다.

MOSFET은 종종 일정량의 에너지를 반복적으로 흡수 할 수 있도록 제어 된 비파괴 적 애벌 런치 동작을 가지고 있습니다. 회로 인덕턴스에 저장된 에너지가 스위칭 FET에서 소산되도록 스위칭 회로를 설계하는 것은 일반적입니다.

반도체 스위치가 저장된 유도 에너지를 처리 ​​할 수없는 경우 저항과 커패시터를 직렬로 구성하여 스 너버 회로를 사용하는 것이 일반적입니다. 이로 인해 시스템에서 스위치의 효율성이 떨어 지므로 스위치를 보호 할 수있을 정도로 커야합니다.


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기계식 스위치에서 스위치 바운스는 말할 것도없고 ... +1
Elliot Alderson

아크가 회로에 상당한 저항을 추가하여 전류를 줄이는 데 도움이된다고 덧붙일 수 있습니다.
Paul Paulsen

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@ElliotAlderson-일반적으로 기계식 스위치는 깨끗하게 열립니다. 접점 바운스는 본질적으로 접점이 바운스 될 때 스위치 클로저와 거의 관련이 있습니다.
WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast가 AVR 버터 플라이를 프로그래밍 했으므로 확인할 수 있습니다. 바운스가이 경우 심각한 스파크를 일으킨 것으로 의심되지만 ...
John Dvorak

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커패시턴스에 대해 말한 것을 읽으십시오. 인덕턴스에 저장된 에너지는 커패시턴스를 크지 만 유한 한 값으로 충전합니다.
Dave Tweed
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