Über Chopper-Typen, Die meisten Leistungselektronikanwendungen haben entweder vollständige oder vollständige Schaltelemente. Aus diesem Grund sind ihre Verluste oft gering, was die Schaltung sehr effizient macht. Der Strom, den Sie der Ladung zuführen, kann jedoch diskontinuierlich sein. Es erfordert dann, dass Sie eine hohe Schaltfrequenz oder Glättung für bessere Ergebnisse bereitstellen. In diesem Fall verwenden Sie einen Chopper, um das Schaltungssystem zu stabilisieren.
Für den heutigen Artikel werden wir die Klassifizierung von Choppern basierend auf verschiedenen Merkmalen wie dem Kommutierungsprozess und mehr diskutieren.
1. Was ist ein Chopper Circuit?
Ein Chopper (oder DC-Äquivalent eines AC-Transformators) ist ein elektrisches Halbleitergerät. Es funktioniert, um eine feste DC-Eingangsspannung (Vs) in eine variable Gleichstromleistung oder Ausgangsspannung / Vo zu ändern. Der DC-Ausgangswert kann kleiner als die Quellspannung oder höher als die Eingangsspannung sein.
2. Wie funktioniert der Chopper?
Im Allgemeinen hat eine Chopper-Schaltung eine Last, einen Widerstand und eine Halbleiterdiode, wie im folgenden Diagramm beschrieben.
Ein Schaltplan eines Choppers
Es arbeitet mit hoher Geschwindigkeit, um die Quelle mit der Last zu verbinden, und trennt dann die Last von der Basis. Anhand des Diagramms können wir das Arbeitsprinzip wie folgt schließen:
Switch SW ist der Chopper, und bei hohen Geschwindigkeiten kann es ein EIN- oder AUS-Schalter sein. Aus diesem Grund können Sie die Last von Vs (einer Versorgungsquelle) trennen oder verbinden. Auch das periodische Öffnen und Schließen des Stromkreises steuert schließlich die Ausgangsspannung.
EIN-Schalter führt dazu, dass die Quellenspannung gleich der Lastspannung ist. Umgekehrt, wenn es sich um einen AUS-Schalter handelt, entspricht die Lastspannung Null.
3. Arten von Chopper
Wir haben Chopper basierend auf ihren Eigenschaften wie folgt klassifiziert;
Basierend auf ihrem Funktionsprinzip
Das Funktionsprinzip ist der beste Weg, um einen Chopper zu klassifizieren. Die beiden Arten umfassen;
AC-Link-Chopper
Hier gibt es eine Spannungsumkehr, bei der ein Wechselrichter eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt. Als nächstes leiten Sie die Klimaanlage durch einen Step-Up- oder Step-Down-Transformator. Schließlich wandelt ein Gleichrichter den Ausgang des Transformators in Gleichstrom um.
DC-Chopper
DC-Chopper fungieren als Abwärts- und Stufentransformatoren auf Gleichspannung. So können sie je nach Typ eine konstant konstante Gleichspannung auf einen niedrigeren oder höheren Wert umstellen.
Basierend auf dem Kommutierungsprozess
Natürlicher kommutierter Chopper
Der naturkommutierte Chopper arbeitet mit Wechselstromkreisen, da die Versorgungsspannung von einer Wechselstromquelle stammt. Aus diesem Grund schaltet es sich aus, wenn es einen negativen Spannungsübergang zum SCR oder Thyristor gibt.
Zwangskommutierter Chopper
Ein zwangskommutierter Chopper arbeitet mit Gleichstromkreisen. Sie können die Kommutierung erreichen, indem Sie den SCR-Strom unter den aktuellen Wert senken oder die SCR-Komponente umkehren. Beispiele sind Morgan Chopper und Jones Chopper.
Basierend auf Leistungsverlust, der bei schaltzeit auftretenden Choppern auftritt
Hart schaltender Chopper
Hart geschaltete Chopper-Schaltungen nutzen ihre Betriebsfähigkeit.
Sanft schaltender Chopper
Weich schaltende Chopper verwenden LC-Resonanzkreise, um das Gerät bei Nullspannung oder -strom auszuschalten oder einzuschalten.
Basierend auf Ausgangsspannungswerten
Die Klassifizierung von Chopper-Schaltungen hat hier eine Basis auf den Ausgangsspannungen.
Step-up oder Boost Chopper
Der Chopper hat eine niedrigere Quellenspannung als die durchschnittliche DC-Ausgangsspannung (Vo ˃Vs) für den ersten. Außerdem gibt es einen Stromfluss von der Last zur Quelle. Hier hat der Laststrom eine EMK-Quelle und ist induktiv.
Step-Down-Chopper
Die Quellenspannung ist höher als die durchschnittliche DC-Ausgangsspannung (Vs ˃Vo). Im Gegenteil, der Leistungsfluss ist von der Quelle zur Last.
Klassifizierung basierend auf Quadrant Operation
Chopper-Schaltungen begrenzen die Stromflussrichtung durch sie, da es sich um statische Halbleiterbauelemente handelt. Sie können jedoch ändern, wie Ihr Chopper in vier Quadranten arbeitet, und dann fünf Arten von Choppern erhalten.
Die vier Chopper-Quadranten
Klasse-A Chopper / Typ A Chopper
Class-A Chopper funktioniert nur im ersten Quadranten. Daher sind die Lastspannung (VO) und der Laststrom (iO) immer positiv. Darüber hinaus erfolgt die Kraftübertragung von der Quelle zur Last, ein Beispiel ist ein Step-Down-Chopper.
Klasse-B Chopper / Typ B Chopper
Es arbeitet im zweiten Quadranten. Somit ist der Laststrom negativ, während die Ausgangsspannung des Choppers positiv ist. Hier erfolgt die negative Laststrom (io) Leistungsübertragung von der Last zur Quelle. Eine Step-up-Chopper-Schaltung ist ein Beispiel.
Class-C Chopper / Zwei-Quadranten Class-A Chopper / Typ C Chopper
Durch die parallele Verbindung von Class-B- und Class-A-Choppern ergibt sich ein Class-C-Chopper, der im zweiten oder ersten Quadranten arbeitet. Es fungiert also als Step-Down-Chopper im ersten Quadranten und als Step-Up-Chopper im zweiten Quadranten.
Class-D Chopper / Zwei-Quadranten Class-B Chopper / Typ D Chopper
Es arbeitet sowohl im vierten als auch im ersten Quadranten und kann Die Leistung von der Last auf die Quelle oder von der Quelle auf die Last übertragen. Dann können Sie die durchschnittliche DC-Ausgangsspannung mit einem Class-D-Chopper umkehren, während die Laststromrichtung nicht reversibel ist.
Klasse-E Chopper / Typ E Chopper
Schließlich haben wir einen Chopper der Klasse E, der in allen Quadranten funktioniert, da es sich um einen universalen Chopper handelt. Darüber hinaus benötigen Sie vier Dioden und vier Chopper / vier Halbleiterschalter, um eine Klasse-E-Chopper-Schaltung herzustellen. Sie benötigen eine induktive Last, damit der Chopper funktioniert. Zusätzlich sollte es eine umgekehrte Polarität der Lastemk im vierten und dritten Quadranten geben.
Anwendungen von Chopper
Sie können die Chopper-Schaltung in einer Reihe von Anwendungen verwenden, darunter:
Akkuladungen,
Gleichspannungsverstärkung,
Geschaltete Kondensatorfilter,
Licht- und Lampensteuerung,
Beim Antrieb von bürstenlosen Torque-/Schrittmotoren in Aktuatoren,
Schrittmotor
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Frequenzumrichter,
Signalverarbeitungssysteme,
Flugzeuge und Raumschiffe,
Drehzahlregler in Gleichstrommotoren,
Bahntraktionssysteme,
Umwandlung von Solarenergie,
Elektroautos mit Batteriebetrieb,
Schaltnetzteile wie DC/DC-Wandler
Schließlich elektronische Verstärker der Klasse D.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mehrere technologische Industrien Hubschrauber für Schnellbahnsysteme einsetzen. Darüber hinaus verfügen Chopper-Schaltungen über eine hohe Effizienz, schnelle Reaktion, Regenerationsfähigkeiten und eine reibungslose Steuerung. In anderen Fällen können Sie einige Leistungshalbleiterbauelemente in einem Chopper verwenden, z. B. IGBT-Vollform und einen kraftkommutativen Thyristor.
Das war’s für heute, und wir hoffen, dass Sie auf Choppern so viel gewonnen haben. Im Falle von Klarstellungen oder Anfragen wenden Sie sich an uns, und wir werden es gemeinsam ausarbeiten.
