แนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับวงจร Chopper

เนื่องจากการประดิษฐ์และการใช้อุปกรณ์เทคโนโลยีเพิ่มมากขึ้นความต้องการของเรา ไฟฟ้า ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เพื่อตอบสนองความต้องการของไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องนี้จึงมีการนำเสนอวิธีการและระบบต่างๆ ในบรรดาแกดเจ็ตและอุปกรณ์ที่เราใช้บางอย่างใช้พลังงานจาก กระแสไฟ AC ในขณะที่บางรุ่นใช้ไฟ DC อุปกรณ์บางชนิดไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานเท่ากันในการทำงาน แต่พลังงานที่ให้กับครัวเรือนผ่านแหล่งจ่ายไฟหลักคือ AC และมีจำนวนคงที่ประมาณ 240v จากนั้นในการใช้งานอุปกรณ์ที่ทำงานกับกระแส DC จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงบางตัว ในการใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยจากแหล่งจ่าย 240V วงจรประเภทอื่นคือต้องใช้วงจร Chopper

Chopper Circuit คืออะไร?

วงจรสับเป็นที่รู้จักกันในชื่อ ตัวแปลง DC เป็น DC . เช่นเดียวกับหม้อแปลงของวงจร AC เครื่องสับจะใช้ในการเลื่อนขึ้นและลดระดับไฟ DC พวกเขาเปลี่ยนไฟ DC คงที่เป็นไฟฟ้ากระแสตรงตัวแปร เมื่อใช้สิ่งเหล่านี้ไฟ DC ที่จ่ายให้กับอุปกรณ์สามารถปรับได้ตามจำนวนที่ต้องการ

สับเซอร์กิต

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของเครื่องบดสับสามารถเข้าใจได้จากแผนผังวงจรด้านล่าง วงจรประกอบด้วย เซมิคอนดักเตอร์ไดโอด ตัวต้านทานและโหลด สำหรับวงจรสับทุกประเภทค่าแรงดันเอาต์พุตจะถูกควบคุมโดยการปิดและเปิดสวิตช์ที่ใช้ในวงจรเป็นระยะ

เครื่องสับสามารถมองว่าเป็นสวิตช์เปิด / ปิดที่สามารถเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อแหล่งสัญญาณอย่างรวดเร็วเพื่อโหลดการเชื่อมต่อ DC ต่อเนื่องถูกกำหนดให้เป็นแหล่งที่มาของตัวสับเนื่องจาก Vs และ DC แบบสับจะได้รับในโหลดเป็น V0

แรงดันขาออกและรูปคลื่นกระแส

ด้านบนคือแรงดันขาออกและรูปคลื่นกระแสของวงจรสับ จากรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าจะเห็นได้ว่าในช่วง T_บนแรงดันไฟฟ้า V0 เท่ากับแรงดันต้นทางเทียบกับ แต่เมื่อถึงช่วง T_ปิดเกิดขึ้นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงลดลงเป็นศูนย์จึงทำให้โหลดลัดวงจร

แรงดันขาออกและรูปคลื่นกระแส

ในรูปคลื่นปัจจุบันจะเห็นได้ว่าในช่วง T_บนกระแสโหลดเพิ่มขึ้นเป็นค่าสูงสุด ในช่วง T_ปิดกระแสโหลดจะสลายตัว ใน T_ปิดสภาพที่สับปิดดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจะกลายเป็นศูนย์ แต่กระแสโหลดไหลผ่านไดโอด FD ทำให้โหลดลัดวงจร

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่สับจะถูกสร้างขึ้นที่โหลด รูปคลื่นปัจจุบันต่อเนื่องซึ่งเพิ่มขึ้นในช่วง T_บนสถานะและสลายตัวในช่วง T_ปิดสถานะ.

การจำแนกประเภทของ Chopper

ขึ้นอยู่กับหลักการทำงานและประเภทของเครื่องบดสับแรงดันไฟฟ้ามีหลายประเภท การจำแนกประเภทหลักของเครื่องบดสับคือ DC chopper และ AC Link chopper ขึ้นอยู่กับกระบวนการสับเปลี่ยนพวกเขาถูกจัดประเภทเป็นเครื่องสับสับแบบสับเปลี่ยนตามธรรมชาติและเครื่องบดสับแบบบังคับ

เครื่องบดสับแบบบังคับถูกจัดประเภทเพิ่มเติมเป็น Jones chopper, Morgan chopper ขึ้นอยู่กับค่าแรงดันไฟฟ้าขาออกเครื่องสับจัดประเภทเป็นขั้นตอนลงของเครื่องบดสับ, ขั้นตอนขึ้นเครื่องบดสับ, ขั้นตอนขึ้น / ลง ขึ้นอยู่กับการสูญเสียพลังงานที่เกิดขึ้นเมื่อสับเปลี่ยนเวลาสับเปลี่ยนถูกจัดประเภทเป็นสวิตช์แบบแข็งและสวิตช์แบบอ่อน

1). AC Link Chopper

ในการจำแนกประเภทของเครื่องสับนี้การผกผันของแรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้น ที่นี่แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะถูกแปลงเป็น AC ด้วยความช่วยเหลือของอินเวอร์เตอร์ ตอนนี้ AC นี้ถูกส่งผ่านหม้อแปลงแบบ step-down หรือ step-up เอาต์พุตจากหม้อแปลงจะถูกแปลงเป็น DC อีกครั้งโดยวงจรเรียงกระแส ตัวสับลิงก์ AC มีขนาดใหญ่มากและใช้พื้นที่จำนวนมาก

2). DC Chopper

DC chopper ทำงานบน แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง . พวกเขาทำงานเป็นขั้นตอนขึ้นและลดขั้นตอนของหม้อแปลงด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง พวกเขาสามารถแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงคงที่ให้เป็นค่าที่สูงขึ้นหรือค่าต่ำลงตามประเภทของมัน

เครื่องบดสับ DC เป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพความเร็วและเหมาะสมกว่า สิ่งเหล่านี้สามารถรวมเข้ากับชิปอิเล็กทรอนิกส์ ให้การควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้อย่างราบรื่น

วงจรชอปเปอร์ประเภทต่างๆ

องค์ประกอบหลักตามที่สับแบ่งประเภทคือเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในวงจรสับ จากการวางตำแหน่งของเซมิคอนดักเตอร์นี้เครื่องสับสามารถทำให้ทำงานได้ในสภาวะสี่ส่วนใด ๆ ขึ้นอยู่กับรูปสี่เหลี่ยมของตัวสับการทำงานแบ่งออกเป็นประเภท A, B, C, D และ E

• Chopper Type A ทำงานใน Quadrant แรก ในตัวสับนี้แรงดันและกระแสทั้งสองเป็นบวกและไหลไปในทิศทางเดียวกัน กำลังไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไปยังโหลดและแรงดันเอาต์พุตเฉลี่ยน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงอินพุต
• เครื่องบดสับแบบ B ทำงานในจตุภาคที่สอง ที่นี่แรงดันไฟฟ้าเป็นบวกและกระแสเป็นลบ กระแสไฟฟ้าจากโหลดไปยังแหล่งที่มา เครื่องบดสับนี้เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเครื่องบดสับแบบขั้นบันได
• เครื่องบดสับแบบ C เกิดจากการเชื่อมต่อแบบขนานของเครื่องบดสับ Type A และ Type B
• เครื่องบดสับแบบ D คือเครื่องสับชนิด B สองรูปสี่เหลี่ยมและเครื่องบดสับ Type E เป็นเครื่องบดสับแบบไล่ระดับที่สี่

Step Up Chopper

ตัวสับแบบ Step-up ทำงานเป็นหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงแบบ step-up เครื่องบดสับนี้ใช้เมื่อต้องทำให้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

หลักการทำงานของเครื่องบดสับแบบ step up สามารถอธิบายได้จากแผนภาพด้านบน ในวงจรมีขนาดใหญ่ ตัวเหนี่ยวนำ L เชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับแรงดันไฟฟ้า คาปาซิเตอร์ รักษาแรงดันไฟฟ้าขาออกต่อเนื่องไปยังโหลด ไดโอดป้องกันการไหลของกระแสจากโหลดไปยังแหล่งที่มา

ก้าวขึ้น Chopper

เมื่อเครื่องสับเปิดอยู่แรงดันไฟฟ้า VS จะถูกนำไปใช้กับโหลดเช่น. V0 = VS และตัวเหนี่ยวนำเริ่มกักเก็บพลังงาน ที่เงื่อนไขนี้กระแสโหลดจะเพิ่มขึ้นจาก Imin ถึง Imax

เมื่อปิดเครื่องสับแรงดันไฟฟ้าจะใช้เส้นทางจาก L - D - Load - VS ในช่วงเวลานี้ตัวเหนี่ยวนำจะปล่อย e.m.f ที่เก็บไว้ผ่านไดโอด D ไปยังโหลด ดังนั้นแรงดันไฟฟ้ารวมที่โหลด V0 = VS + Ldi / dt ซึ่งมากกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า การเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันจาก Imax เป็น Imin

เพิ่มรูปแบบของ Chopper Current Waveform

ก้าวขึ้นสมการของ Chopper

Step –up chopper เรียกอีกอย่างว่า Boost choppers การใช้งานของตัวสับแบบ step up รวมถึงการชาร์จแบตเตอรี่และเป็นตัวเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

การใช้งานของ Chopper

ตัวแปลง DC เป็น DC ถูกนำไปใช้กับแอพพลิเคชั่นต่างๆเช่นใน

• แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด ระบบ.
• ในมอเตอร์กระแสตรงเป็นตัวควบคุมความเร็ว
• เครื่องกระตุ้นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง
• เครื่องชาร์จแบตเตอรี่
• ระบบรถไฟ.
• รถยนต์ไฟฟ้า ฯลฯ …

เครื่องสับใช้ในระบบประมวลผลสัญญาณด้วย ในชอปเปอร์แรงดันไฟฟ้าขาออกสามารถควบคุมได้โดยใช้เทคนิคต่างๆเช่นการมอดูเลตความกว้างพัลส์การมอดูเลตความถี่ตัวแปรความถี่ความกว้างพัลส์ตัวแปรการควบคุม CLC เป็นต้นวิธีใดที่พบว่ามีประสิทธิภาพสำหรับ วงจรสับ ในการประมวลผลสัญญาณ?