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¿Qué es un circuito Chopper?

Los circuitos de chopper se conocen como Convertidores DC a DC . Al igual que los transformadores del circuito de CA, los choppers se utilizan para aumentar y reducir la potencia de CC. Cambian la potencia de CC fija a potencia de CC variable. Con estos, la alimentación de CC suministrada a los dispositivos se puede ajustar a la cantidad requerida.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento del chopper se puede entender en el diagrama de circuito a continuación. El circuito consta de un diodo semiconductor , resistencia y una carga. Para todo tipo de circuito chopper, el valor de la tensión de salida se controla mediante el cierre y la apertura periódicos de los interruptores utilizados en el circuito.

Puede verse como un interruptor de ENCENDIDO / APAGADO que puede conectar o desconectar rápidamente la fuente a la conexión de carga. La CC continua se proporciona como fuente al chopper como Vs y la CC cortada se obtiene a través de la carga como V0.

Formas de onda de voltaje y corriente de salida

Arriba están las formas de onda de voltaje y corriente de salida de un circuito chopper. De la forma de onda de voltaje, se puede ver que durante el período de T_EN la tensión de carga V0 es igual a la tensión de fuente Vs. Pero cuando el intervalo T_APAGADO ocurre, la tensión de CC desciende a cero, lo que provoca un cortocircuito en la carga.

En la forma de onda actual, se puede ver que durante el intervalo T_EN la corriente de carga se eleva al valor máximo. Durante el intervalo T_APAGADO, la corriente de carga decae. En t_APAGADO Si el chopper está apagado, el voltaje de carga se vuelve cero. Pero la corriente de carga fluye a través del diodo FD, provocando un cortocircuito en la carga.

Por lo tanto, la tensión de CC cortada se produce en la carga. La forma de onda actual es continua y aumenta durante T_EN estado y decae durante T_APAGADO Expresar.

Clasificación de Chopper

Según su principio de funcionamiento y el tipo de interruptor de voltaje de fuente, son de varios tipos. La clasificación principal del chopper es chopper DC y chopper AC. Según el proceso de conmutación, se clasifican en choppers conmutados naturales y conmutadores forzados.

El chopper de conmutación forzada se clasifica además como chopper Jones, chopper Morgan. En función de los valores de voltaje de salida, los choppers se clasifican como un interruptor descendente, un interruptor ascendente, un interruptor ascendente / descendente. En función de la pérdida de potencia que se produce en el momento de la conmutación, los choppers se clasifican como conmutados por hardware y por software.

1). Chopper de enlace de CA

En esta clasificación del chopper, tiene lugar la inversión de voltaje. Aquí, la tensión CC se convierte en CA con la ayuda de un inversor. Ahora, esta CA pasa a través de un transformador reductor o elevador. La salida de los transformadores se convierte nuevamente en CC mediante un rectificador. Los choppers de enlace de CA son muy voluminosos y ocupan una gran cantidad de espacio.

2) .DC Chopper

Diferentes tipos de circuitos chopper

El elemento principal en función del cual se clasifican los choppers es el semiconductor utilizado en el circuito del chopper. Según el posicionamiento de este semiconductor, se puede hacer que los cortadores funcionen en cualquiera de las condiciones de los cuatro cuadrantes. Dependiendo del cuadrante de operación, los choppers se clasifican como Tipo A, B, C, D y E

• Vemos que el chopper tipo A funciona en el primer cuadrante. En este chopper, el voltaje y la corriente son positivos y fluyen en la misma dirección. La energía de la fuente a la carga y el voltaje de salida promedio es menor que el voltaje de CC de entrada.
• El del tipo B funciona en el segundo cuadrante. Aquí el voltaje de carga es positivo y la corriente es negativa. La energía fluye de la carga a la fuente. Este también se conoce como elevador.
• Mientras que el de Tipo C está formado por la conexión en paralelo de los Tipo A y Tipo B.
• El chopper tipo D es el chopper tipo B de dos cuadrantes y el de tipo E es el cuarto chopper de gradiente.

Chopper elevador

Funciona como un transformador elevador de corriente continua. Este se utiliza cuando la tensión de CC de salida debe hacerse más alta que la tensión de entrada.

El principio de funcionamiento de un chopper elevador se puede explicar en el diagrama anterior. En el circuito, una gran inductor L está conectado en serie a la tensión de alimentación. Condensador mantiene el voltaje de salida continuo a la carga. El diodo evita el flujo de corriente de la carga a la fuente.

Cuando el chopper está ENCENDIDO, se aplica voltaje de suministro VS a la carga, es decir. V0 = VS y el inductor comienza a almacenar energía. En esta condición, la corriente de carga aumenta de Imin a Imax.

Cuando el chopper se apaga, la tensión de alimentación toma el camino de L – D – Carga – VS. Durante este período, el inductor descarga la fem almacenada a través del diodo D a la carga. Por tanto, el voltaje total en la carga V0 = VS + Ldi / dt que es mayor que el voltaje de entrada. Cambios actuales de Imax a Imin.

Aplicaciones de Chopper

• Fuente de alimentación de modo conmutado Sistema.
• en motores DC como controladores de velocidad.
• Amplificadores de voltaje DC.
• Cargadores de bateria.
• Sistemas ferroviarios.
• Coches eléctricos, etc.

Los choppers también se utilizan en sistemas de procesamiento de señales. En los choppers, el voltaje de salida se puede controlar utilizando muchas técnicas diferentes, como modulación de ancho de pulso, modulación de frecuencia, frecuencia variable, ancho de pulso variable, control CLC, etc.