Ponieważ wynalazek i zastosowanie urządzeń technologicznych rośnie, nasza potrzeba Elektryczność również rośnie. Aby sprostać tej potrzebie ciągłej energii elektrycznej, wprowadza się różne metody i systemy. Niektóre z używanych przez nas gadżetów i urządzeń są zasilane przez Prąd AC podczas gdy niektóre są zasilane prądem stałym. Nie wszystkie urządzenia wymagają takiej samej mocy do działania. Ale moc dostarczana do gospodarstw domowych przez główne źródło zasilania to prąd przemienny o stałej wartości około 240 V. Wtedy do pracy z urządzeniami pracującymi na prąd stały potrzebne są jakieś przetwornice. Aby użyć tylko niewielkiej wymaganej ilości energii z zasilacza 240 V, wymagany jest inny typ obwodu, a mianowicie obwód przerywacza.
Co to jest obwód choppera?
Obwody przerywacza są znane jako Przetwornice DC na DC . Podobnie jak w przypadku transformatorów obwodu prądu przemiennego, przerywacze służą do zwiększania i zmniejszania mocy prądu stałego. Zmieniają stałą moc prądu stałego na zmienną moc prądu stałego. Za ich pomocą można dostosować prąd stały dostarczany do urządzeń do wymaganej wielkości.
Obwód Choppera
Zasada działania
Zasadę działania przerywacza można zrozumieć na poniższym schemacie obwodu. Obwód składa się z dioda półprzewodnikowa , rezystor i obciążenie. Dla wszystkich typów obwodów czopera wartość napięcia wyjściowego jest kontrolowana poprzez okresowe zamykanie i otwieranie przełączników zastosowanych w obwodzie.
Czoper może być postrzegany jako przełącznik WŁ. / WYŁ., Który może szybko łączyć lub odłączać źródło do połączenia obciążenia. Ciągły prąd stały jest podawany jako źródło do przerywacza jako Vs, a przerywany prąd stały jest uzyskiwany w całym obciążeniu jako V0.
Przebiegi napięcia i prądu wyjściowego
Powyżej przedstawiono przebiegi napięcia i prądu wyjściowego obwodu przerywacza. Z przebiegu napięcia widać, że w okresie TNAnapięcie obciążenia V0 jest równe napięciu źródła Vs. Ale kiedy przedział TPOZAwystępuje, napięcie DC spada do zera, powodując w ten sposób zwarcie obciążenia.
Przebiegi napięcia i prądu wyjściowego
Na przebiegu prądu widać, że w okresie TNAprąd obciążenia wzrasta do wartości maksymalnej. W przerwie TPOZA, prąd obciążenia zanika. W TPOZAwarunek, że przerywacz jest wyłączony, więc napięcie obciążenia spadnie do zera. Ale prąd obciążenia przepływa przez diodę FD, powodując zwarcie obciążenia.
W ten sposób przy obciążeniu wytwarzane jest przerywane napięcie stałe. Przebieg prądu jest ciągły i rośnie w czasie TNAstan i rozpady w czasie TPOZAstan.
Klasyfikacja Choppera
Ze względu na ich zasadę działania i rodzaj przerywacza napięcia źródła są różne typy. Główną klasyfikacją przerywacza jest przerywacz DC i przerywacz AC Link. Na podstawie procesu komutacji są one klasyfikowane jako naturalny komutowany chopper i wymuszony komutowany chopper.
Chopper z wymuszoną komutacją jest dalej klasyfikowany jako chopper Jones, chopper Morgan. W oparciu o wartości napięcia wyjściowego przerywacze są klasyfikowane jako obniżające przerywacz, zwiększający przerywacz, zwiększający / obniżający przerywacz. Na podstawie strat mocy występujących w czasie przełączania przerywacze są klasyfikowane jako przełączane twardo i przełączane miękko.
1). Przerywacz AC Link
W tej klasyfikacji przerywacza następuje inwersja napięcia. Tutaj napięcie DC jest zamieniane na AC za pomocą falownika. Teraz ten prąd przemienny przechodzi przez transformatory obniżające lub podwyższające. Wyjście z transformatorów jest ponownie przetwarzane na prąd stały przez prostownik. Przerywacze łącza AC są bardzo obszerne i zajmują dużo miejsca.
2). DC Chopper
Czoper DC działa Napięcie DC . Działają jako transformatory podwyższające i obniżające napięcie prądu stałego. Mogą przekształcić stałe stałe napięcie DC na wyższą lub niższą wartość w zależności od ich typu.
Czopery DC są bardziej wydajnymi, szybszymi i zoptymalizowanymi urządzeniami. Można je włączyć do chipów elektronicznych. Zapewniają płynną kontrolę napięcia stałego.
Różne typy obwodów przerywacza
Głównym elementem, na podstawie którego klasyfikowane są przerywacze, jest półprzewodnik używany w obwodzie przerywacza. Bazując na położeniu tego półprzewodnika, przerywacze mogą pracować w dowolnym z czterech warunków kwadrantowych. W zależności od ćwiartki pracy czopery dzielą się na typy A, B, C, D i E.
- Chopper typu A pracuje w pierwszej ćwiartce. W tym przerywaczu zarówno napięcie, jak i prąd są dodatnie i płyną w tym samym kierunku. Moc od źródła do obciążenia i średnie napięcie wyjściowe jest mniejsze niż wejściowe napięcie stałe.
- Chopper typu B pracuje w drugiej ćwiartce. Tutaj napięcie obciążenia jest dodatnie, a prąd ujemny. Moc przepływa od obciążenia do źródła. Ten rozdrabniacz jest również nazywany rozdrabniaczem podwyższającym.
- Czoper typu C jest tworzony przez równoległe połączenie przerywaczy typu A i typu B.
- Chopper typu D to siekacz typu B z dwoma ćwiartkami, a chopper typu E to czwarty przerywacz gradientu.
Step Up Chopper
Czoper podwyższający działa jako transformator podwyższający napięcie prądu stałego. Ten przerywacz jest używany, gdy wyjściowe napięcie DC musi być wyższe niż napięcie wejściowe.
Zasada działania choppera podwyższającego może być wyjaśniona na powyższym schemacie. W obwodzie duży induktor L. jest podłączony szeregowo do napięcia zasilania. Kondensator utrzymuje ciągłe napięcie wyjściowe do obciążenia. Dioda zapobiega przepływowi prądu z obciążenia do źródła.
Step up Chopper
Gdy przerywacz jest włączony, do obciążenia podawane jest napięcie zasilania VS. V0 = VS i cewka zaczyna gromadzić energię. W tym stanie prąd obciążenia wzrasta z Imin do Imax.
Gdy przerywacz jest wyłączony, napięcie zasilania przebiega ścieżką od L - D - Obciążenie - VS. W tym okresie induktor rozładowuje zgromadzoną energię elektryczną przez diodę D do obciążenia. Zatem całkowite napięcie przy obciążeniu V0 = VS + Ldi / dt, które jest większe niż napięcie wejściowe. Aktualne zmiany z Imax na Imin.
Zwiększ prąd choppera
Zwiększenie równań Choppera
Rozdrabniacz podwyższający jest również znany jako śmigłowce przyspieszające. Zastosowania chopperów zwiększających napięcie obejmują ładowanie baterii i jako wzmacniacz napięcia.
Zastosowania Choppera
Konwertery DC na DC są stosowane w wielu aplikacjach, takich jak
- Zasilacz impulsowy System.
- w silnikach prądu stałego jako regulatory prędkości.
- Wzmacniacze napięcia DC.
- Ładowarki do akumulatorów.
- Systemy kolejowe.
- Samochody elektryczne itp…
Choppers są również używane w systemach przetwarzania sygnałów. W przerywaczach napięcie wyjściowe można kontrolować za pomocą wielu różnych technik, takich jak modulacja szerokości impulsu, modulacja częstotliwości, zmienna częstotliwość, zmienna szerokość impulsu, sterowanie CLC itp. Które z tych metod są skuteczne w przypadku obwód przerywacza w przetwarzaniu sygnału?
