S pribúdajúcimi vynálezmi a využitím technologických zariadení rastie naša potreba elektrina sa tiež zvyšuje. Na uspokojenie tejto potreby nepretržitej elektriny sa zavádzajú rôzne metódy a systémy. Spomedzi gadgetov a zariadení, ktoré používame, niektoré používajú technológiu Striedavý prúd zatiaľ čo niektoré sú napájané jednosmerným prúdom. Nie všetky zariadenia vyžadujú na svoju prácu rovnaké množstvo energie. Ale napájanie poskytované domácnostiam prostredníctvom hlavného napájacieho zdroja je striedavé a s pevnou hodnotou približne 240 V. Na prevádzku zariadení pracujúcich na jednosmerný prúd sú potom potrebné určité prevodníky. Na použitie iba malého požadovaného množstva energie z napájania 240 V je potrebný iný typ obvodu, a to obvod Chopper.

Čo je to Chopper Circuit?

Chopperové obvody sú známe ako Prevodníky DC na DC . Podobne ako transformátory striedavého obvodu sa na zvýšenie a zníženie jednosmerného napájania používajú choppery. Menia fixný jednosmerný výkon na premenlivý jednosmerný prúd. Pomocou nich je možné upraviť napájanie jednosmerným prúdom dodávaným do zariadení na požadované množstvo.

Chopper Circuit

Princíp činnosti

Princíp činnosti choppera možno pochopiť z nižšie uvedeného schémy zapojenia. Obvod sa skladá z a polovodičová dióda , odpor a záťaž. Pre všetky typy napájacích obvodov je hodnota výstupného napätia riadená periodickým zapínaním a vypínaním spínačov použitých v obvode.

Na chopper sa dá pozerať ako na vypínač ZAP / VYP, ktorý umožňuje rýchle pripojenie alebo odpojenie zdroja na pripojenie záťaže. Kontinuálny jednosmerný prúd je dodávaný ako zdroj do sekačky ako Vs a sekaný jednosmerný prúd je získaný cez záťaž ako V0.

Krivky výstupného napätia a prúdu

Vyššie sú uvedené krivky výstupného napätia a prúdu v obvode choppera. Z napäťovej vlny je vidieť, že počas periódy T_ZAPzáťažové napätie V0 sa rovná zdrojovému napätiu Vs. Ale keď sa interval T_VYPNUTÉdôjde, krok DC napätia klesne na nulu, čím dôjde k skratu záťaže.

Formy výstupného napätia a prúdovej vlny

Krivky výstupného napätia a prúdu

Na aktuálnom tvare vlny je vidieť, že počas intervalu T_ZAPprúd záťaže stúpa na maximálnu hodnotu. Počas intervalu T_VYPNUTÉ, záťažový prúd klesá. V T_VYPNUTÉAk je chopper vypnutý, záťažové napätie sa stane nulovým. Ale prúd záťaže preteká diódou FD, čím sa záťaž skratuje.

Pri záťaži sa teda vytvára nasekané jednosmerné napätie. Prúdový priebeh je kontinuálny, ktorý stúpa počas T_ZAPstav a rozpadá sa počas T_VYPNUTÉštát.

Klasifikácia chopperu

Na základe princípu ich fungovania a typu sekačky zdrojového napätia sú rôzne typy. Hlavná klasifikácia chopperu je chopper DC a chopper AC Link. Na základe procesu komutácie sú klasifikované ako prírodný komutovaný chopper a vynútený komutovaný chopper.

Nútený komutovaný chopper sa ďalej klasifikuje ako chopper Jones, chopper Morgan. Na základe hodnôt výstupného napätia sú choppery klasifikované ako stepper down chopper, step up chopper, step-up / down chopper. Na základe straty energie, ku ktorej došlo v spínacom čase, sú sekačky klasifikované ako spínané s tvrdým a mäkkým spínaním.

1). AC Link Chopper

V tejto klasifikácii sekačky dochádza k inverzii napätia. Tu sa pomocou meniča prevádza jednosmerné napätie na striedavé. Teraz tento striedavý prúd prechádza prechodovými alebo zosilňovacími transformátormi. Výstup z transformátorov je opäť prevedený na DC usmerňovačom. AC linkové sekačky sú veľmi objemné a zaberajú veľké množstvo miesta.

2). DC Chopper

DC chopper funguje Jednosmerné napätie . Pracujú ako zosilňovače transformácie na jednosmerné napätie. Môžu prevádzať stabilné konštantné jednosmerné napätie na vyššiu alebo nižšiu hodnotu na základe ich typu.

DC choppery sú efektívnejšie, rýchlejšie a optimalizovanejšie zariadenia. Môžu byť zabudované do elektronických čipov. Poskytujú plynulú kontrolu nad jednosmerným napätím.

Rôzne typy obvodov chopperov

Hlavným prvkom, na základe ktorého sú choppery kategorizované, je polovodič používaný v obvode chopperov. Na základe umiestnenia tohto polovodiča je možné choppery nechať pracovať v ktoromkoľvek zo štyroch kvadrantových podmienok. V závislosti na prevádzkovom kvadrante sú sekačky kategorizované ako typ A, B, C, D a E.

Sekačka typu A funguje v prvom kvadrante. V tomto sekáči je napätie aj prúd kladné a prúdia rovnakým smerom. Napájanie zo zdroja do záťaže a priemerné výstupné napätie je menšie ako vstupné jednosmerné napätie.
Sekačka typu B pracuje v druhom kvadrante. Tu je zaťažovacie napätie kladné a prúd záporný. Energia prúdi zo záťaže k zdroju. Tento sekací stroj je tiež známy ako stupňovitý sekací stroj.
Sekačka typu C je tvorená paralelným pripojením sekačiek typu A a typu B.
Sekačka typu D je sekačka typu B s dvoma kvadrantmi a sekačka typu E je sekačkou so štvrtým gradientom.

Step Up Chopper

Step-up chopper pracuje ako step-up transformátor na jednosmerný prúd. Tento chopper sa používa, keď musí byť výstupné jednosmerné napätie vyššie ako vstupné napätie.

Princíp činnosti stupňovitého sekačky možno vysvetliť z vyššie uvedeného diagramu. V okruhu veľký tlmivka L je zapojený do série na napájacie napätie. Kondenzátor udržuje nepretržité výstupné napätie na záťaži. Dióda bráni toku prúdu od záťaže k zdroju.

Posilnite chopper

Keď je sekačka zapnutá, na záťaž sa privádza napájacie napätie VS, t.j. V0 = VS a induktor začne ukladať energiu. Za týchto podmienok stúpa záťažový prúd z Imin na Imax.

Keď je chopper vypnutý, napájacie napätie vedie z L - D - záťaže - VS. Počas tejto doby induktor vybíja uložené e.m.f cez diódu D do záťaže. Celkové napätie pri záťaži V0 = VS + Ldi / dt, ktoré je väčšie ako vstupné napätie. Aktuálne zmeny z Imaxu na Imin.

Zvýšte prúdový priebeh chopperu

Zvýšte Chopperove rovnice

Step-up chopper je tiež známy ako Boost choppers. Medzi aplikácie krokových sekačiek patrí nabíjanie batérie a zosilňovač napätia.

Aplikácie chopperu

Prevodníky DC na DC sa používajú pre mnoho aplikácií, ako napríklad v

Spínaný zdroj napájania Systém.
v jednosmerných motoroch ako regulátory otáčok.
Zosilňovače jednosmerného napätia.
Nabíjačky batérií.
Železničné systémy.
Elektrické autá atď ...

Choppery sa tiež používajú v systémoch na spracovanie signálu. V chopperoch možno výstupné napätie regulovať pomocou mnohých rôznych techník, ako je modulácia šírky impulzu, frekvenčná modulácia, premenná frekvencia, premenná šírka impulzu, riadenie CLC atď. Pre ktoré z týchto spôsobov je efektívne obvod choppera pri spracovaní signálu?