Snubber Circuit

Introduction

RC snubber circuits are used to protect switching elements and improve the performance of electronic systems. They prevent damage by mitigating excessive voltage or current changes in switching elements, reduce switching losses, and reduce electromagnetic interference (EMI). RC snubber circuits are essential in various applications such as power supplies, motor drives, and inverters, and play a particularly important role in improving the reliability and efficiency of power electronics. For these reasons, RC snubber circuits have become an important component in modern electronics.

Theory

MOSFET 소자의 기생 성분 간 공진현상으로  스위칭 시 전압 스파이크와 링잉현상이 발생한다. 이는 MOSFET의 파괴 위험성을 높이고 출력 전압의 Noise의 원인이 된다.

RC Snubber 를 추가하지 않은 출력 파형

RC Snubber 를 추가한 출력 파형

 

RC Snubber Circuit을 추가하지 않았을 때, 출력 전압의 진동 주기는 다음과 같다.

출력 진동 주기

 

 

RC Snubber Circuit을 추가하여, 출력 전압의 진동 주기를 조절한다. t2 = 2*t1를 만족하도록 Cs를 설정한다.

조절된 출력 진동 주기

 

기생 공진 임피던스를 구하고, 이와 같은 크기의 Rs를  설정한다.

Rs

 

기생성분을 고려한 MOSFET Swithching wave

 

RC Snubber Circuit를 추가한 Buck Converter는 다음과 같다.

Sync. buck Converter with RC Snubber

 

RC Snubber Circuit를 추가하고 MOSFET의 스위칭 전압을 시뮬레이션 했다.

RC Snubber에 의해 완화된 스파이크, 링잉 전압

 

출력단의 파형은 다음과 같다.

 

HW test

HW wave

Reference

[RC Snubbers for Step-Down Converters], TOSHIBA

[Snubber Circuit for Buck Converter IC],  TOSHIBA