Καθώς η εφεύρεση και η χρήση τεχνολογικών συσκευών αυξάνονται, η ανάγκη μας για ηλεκτρική ενέργεια αυξάνεται επίσης. Για την κάλυψη αυτής της ανάγκης συνεχούς ηλεκτρικής ενέργειας εισάγονται διάφορες μέθοδοι και συστήματα. Μεταξύ των gadget και των συσκευών που χρησιμοποιούμε, ορισμένα υποστηρίζονται από AC ρεύμα ενώ μερικά είναι τροφοδοτικά DC. Δεν χρειάζονται όλες οι συσκευές την ίδια ποσότητα ισχύος για να λειτουργήσουν. Αλλά η ισχύς που δίνεται στα νοικοκυριά μέσω της κύριας τροφοδοσίας είναι AC και σταθερού ποσού περίπου 240v. Στη συνέχεια, για τη λειτουργία συσκευών που λειτουργούν με ρεύμα DC απαιτούνται ορισμένοι μετατροπείς. Για να χρησιμοποιήσετε μόνο μια μικρή απαιτούμενη ποσότητα ισχύος από την τροφοδοσία 240V απαιτείται ένας άλλος τύπος κυκλώματος, δηλαδή το κύκλωμα Chopper.
Τι είναι το Chopper Circuit;
Τα κυκλώματα τεμαχισμού είναι γνωστά ως Μετατροπείς DC σε DC . Παρόμοια με τους μετασχηματιστές του κυκλώματος AC, τα ελικόπτερα χρησιμοποιούνται για να ανεβαίνουν και να κατεβαίνουν την ισχύ DC. Αλλάζουν την σταθερή ισχύ DC σε μεταβλητή ισχύ DC. Χρησιμοποιώντας αυτά, η ισχύς DC που παρέχεται στις συσκευές μπορεί να προσαρμοστεί στην απαιτούμενη ποσότητα.
Κύκλωμα ελικόπτερο
Αρχή λειτουργίας
Η αρχή της λειτουργίας του ελικόπτερο μπορεί να γίνει κατανοητή από το παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος. Το κύκλωμα αποτελείται από ένα δίοδος ημιαγωγών , αντίσταση και φορτίο. Για όλους τους τύπους κυκλώματος ελικόπτερο, η τιμή τάσης εξόδου ελέγχεται με περιοδικό κλείσιμο και άνοιγμα των διακοπτών που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα.
Το ελικόπτερο μπορεί να θεωρηθεί ως διακόπτης ON / OFF που μπορεί να συνδεθεί γρήγορα ή να αποσυνδέσει την πηγή για να φορτώσει τη σύνδεση. Το συνεχές DC δίνεται ως πηγή στον ελικόπτερο καθώς Vs και το ψιλοκομμένο DC λαμβάνεται σε όλο το φορτίο ως V0.
Τάση εξόδου και τρέχουσες κυματομορφές
Πάνω είναι η τάση εξόδου και οι τρέχουσες κυματομορφές ενός κυκλώματος ελικόπτερο. Από την κυματομορφή τάσης, μπορεί να φανεί ότι κατά την περίοδο ΤΕΠΙη τάση φορτίου V0 είναι ίση με την τάση πηγής Vs. Αλλά όταν το διάστημα TΜΑΚΡΙΑ ΑΠΟσυμβαίνει, η τάση DC μειώνεται στο μηδέν, κάνοντας έτσι το φορτίο βραχυκυκλωμένο.
Τάση εξόδου και τρέχουσες κυματομορφές
Στην τρέχουσα κυματομορφή, μπορεί να φανεί ότι κατά το διάστημα TΕΠΙτο ρεύμα φόρτωσης αυξάνεται στη μέγιστη τιμή. Κατά το διάστημα TΜΑΚΡΙΑ ΑΠΟ, το τρέχον φορτίο μειώνεται. Στο ΤΜΑΚΡΙΑ ΑΠΟμε την προϋπόθεση ότι ο ψαλιδιστής είναι απενεργοποιημένος, η τάση φορτίου γίνεται μηδέν Όμως το ρεύμα φορτίου ρέει μέσω της διόδου FD, κάνοντας το φορτίο βραχυκυκλωμένο.
Έτσι, η τεμαχισμένη τάση DC παράγεται στο φορτίο. Η τρέχουσα κυματομορφή είναι συνεχής που αυξάνεται κατά τη διάρκεια του ΤΕΠΙκατάσταση και αποσυντίθεται κατά τη διάρκεια του ΤΜΑΚΡΙΑ ΑΠΟκατάσταση.
Ταξινόμηση του Chopper
Με βάση την αρχή λειτουργίας τους και τον τύπο του ελικόπτη τάσης πηγής είναι διαφόρων τύπων. Η κύρια ταξινόμηση του ελικόπτερο είναι DC chopper και AC Link chopper. Με βάση τη διαδικασία μετατροπής, ταξινομούνται ως φυσικοί μετακινούμενοι ψαλιδιστές και αναγκαστικοί μετακινητές.
Ο εξαναγκασμένος μεταγωγέας ταξινομείται περαιτέρω ως Jones chopper, Morgan chopper. Με βάση τις τιμές τάσης εξόδου, οι ελικόπτερο ταξινομούνται ως ένα βήμα προς τα κάτω του ελικόπτερο, του ελιγμού προς τα εμπρός, του ελιγμού. Με βάση την απώλεια ισχύος που συνέβη κατά το χρόνο εναλλαγής, τα ελικόπτερα ταξινομούνται ως Hard switched και soft switched.
1). AC Link Chopper
Σε αυτήν την ταξινόμηση του ελικόπτερο, πραγματοποιείται αντιστροφή τάσης. Εδώ η τάση DC μετατρέπεται σε AC με τη βοήθεια ενός μετατροπέα. Τώρα αυτό το AC περνά από μετασχηματιστές step-down ή step-up. Η έξοδος από τους μετασχηματιστές μετατρέπεται ξανά σε DC από ανορθωτή. Οι κόπτες AC είναι πολύ ογκώδεις και καταλαμβάνουν μεγάλο χώρο.
2). DC Chopper
Το DC chopper λειτουργεί Τάση DC . Λειτουργούν ως μετασχηματιστές ανεβάζοντας και κατεβάζοντας τάση DC. Μπορούν να μετατρέψουν τη σταθερή σταθερή τάση DC σε υψηλότερη τιμή ή χαμηλότερη τιμή με βάση τον τύπο τους.
Τα DC choppers είναι πιο αποτελεσματικές, ταχύτητες και βελτιστοποιημένες συσκευές. Αυτά μπορούν να ενσωματωθούν σε ηλεκτρονικά τσιπ. Παρέχουν ομαλό έλεγχο της τάσης DC.
Διαφορετικοί τύποι κυκλωμάτων ελικόπτερο
Το κύριο στοιχείο βάσει του οποίου κατηγοριοποιούνται τα ελικόπτερα είναι ο ημιαγωγός που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα ελικόπτερο. Με βάση τη θέση αυτού του ημιαγωγού, οι ελικόπτερο μπορούν να λειτουργήσουν σε οποιαδήποτε από τις τέσσερις συνθήκες τεταρτημορίων. Ανάλογα με το τεταρτημόριο των τεμαχιστών λειτουργίας κατηγοριοποιούνται ως Τύποι Α, Β, Γ, Δ και Ε
- Το ελικόπτερο τύπου Α λειτουργεί στο πρώτο τεταρτημόριο. Σε αυτό το ελικόπτερο, η τάση και το ρεύμα είναι θετικά και ρέουν προς την ίδια κατεύθυνση. Ισχύς από πηγή σε φορτίο και η μέση τάση εξόδου είναι μικρότερη από την τάση DC εισόδου.
- Ο κόφτης τύπου Β λειτουργεί στο δεύτερο τεταρτημόριο. Εδώ η τάση φορτίου είναι θετική και το ρεύμα είναι αρνητικό. Η ισχύς ρέει από το φορτίο στην πηγή. Αυτό το ελικόπτερο είναι επίσης γνωστό ως ελικόπτερο.
- Ο κόφτης τύπου C σχηματίζεται με παράλληλη σύνδεση των τεμαχιστών τύπου Α και τύπου Β.
- Ο τεμαχιστής τύπου D είναι ο τεμαχιστής τύπου Β τεταρτημόριο τύπου Β και ο τεμαχιστής τύπου Ε είναι ο τέταρτος τεμαχιστής.
Βελτιώστε το Chopper
Το Step-up chopper λειτουργεί ως μετασχηματιστής step-up σε συνεχές ρεύμα. Αυτό το ελικόπτερο χρησιμοποιείται όταν η τάση DC εξόδου πρέπει να γίνει υψηλότερη από την τάση εισόδου.
Η αρχή λειτουργίας ενός ελιγμού αυξάνεται από το παραπάνω διάγραμμα. Στο κύκλωμα, ένα μεγάλο πηνίο L συνδέεται εν σειρά με την τάση τροφοδοσίας. Πυκνωτής διατηρεί τη συνεχή τάση εξόδου στο φορτίο. Η δίοδος αποτρέπει τη ροή ρεύματος από το φορτίο στην πηγή.
Βελτιώστε το Chopper
Όταν το ελικόπτερο είναι ΟΝ, η τάση τροφοδοσίας VS εφαρμόζεται στο φορτίο. V0 = VS και ο επαγωγέας αρχίζει να αποθηκεύει ενέργεια. Σε αυτήν την κατάσταση το ρεύμα φόρτωσης αυξάνεται από Imin σε Imax.
Όταν το ελικόπτερο είναι απενεργοποιημένο, η τάση τροφοδοσίας παίρνει τη διαδρομή από L - D - Load - VS. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο επαγωγέας εκφορτώνει το αποθηκευμένο e.m.f μέσω της διόδου D στο φορτίο. Έτσι, η συνολική τάση στο φορτίο V0 = VS + Ldi / dt που είναι μεγαλύτερη από την τάση εισόδου. Τρέχουσες αλλαγές από Imax σε Imin.
Βελτιώστε την τρέχουσα κυματομορφή Chopper
Βελτιώστε τις εξισώσεις Chopper
Το Step -up chopper είναι επίσης γνωστό ως Boost choppers. Οι εφαρμογές των ανεμιστήρων αύξησης περιλαμβάνουν τη φόρτιση της μπαταρίας και ως ενισχυτή τάσης.
Εφαρμογές του Chopper
Οι μετατροπείς DC σε DC εφαρμόζονται για πολλές εφαρμογές όπως το
- Τροφοδοσία εναλλαγής λειτουργίας Σύστημα.
- σε κινητήρες DC ως ελεγκτές ταχύτητας.
- Ενισχυτές τάσης DC.
- Φορτιστές μπαταριών.
- Σιδηροδρομικά συστήματα.
- Ηλεκτρικά αυτοκίνητα κ.λπ…
Τα Choppers χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα επεξεργασίας σήματος. Στα ελικόπτερα, η τάση εξόδου μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας πολλές διαφορετικές τεχνικές όπως διαμόρφωση πλάτους παλμού, διαμόρφωση συχνότητας, μεταβλητή συχνότητα, μεταβλητό πλάτος παλμού, έλεγχος CLC κ.λπ. Ποιες από αυτές τις μεθόδους θεωρούνται αποδοτικές για κύκλωμα ελικόπτερο στην επεξεργασία σήματος;
