מבוא קצר למעגלי צ'ופר

ככל שההמצאה והשימוש במכשירים טכנולוגיים גוברים, הצורך שלנו ב חַשְׁמַל גם עולה. כדי לענות על צורך זה של חשמל רציף מוצגות שיטות ומערכות שונות. בין הגאדג'טים והמכשירים בהם אנו משתמשים, חלקם מופעלים באמצעות זרם זרם חילופין בעוד שחלקם מופעלים באמצעות DC. לא כל המכשירים זקוקים לאותה כמות כוח להפעלה. אך הכוח הניתן למשקי הבית באמצעות ספק כוח ראשי הוא זרם חילופין וכמות קבועה של כ -240 וולט. ואז להפעלת מכשירים שעובדים על זרם DC נדרשים ממירים מסוימים. כדי להשתמש בכמות קטנה ונדרשת בלבד מהספק 240V, נדרש סוג אחר של מעגל, כלומר מעגל צ'ופר.

מהו מעגל צ'ופר?

מעגלי מסוקים מכונים ממירי DC ל- DC . בדומה לשנאים של מעגל ה- AC, צ'ופרים משמשים להגברת הכוח DC ולהורדתו. הם משנים את ההספק הקבוע לזרם הספק משתנה. באמצעות אלה ניתן לכוונן את הספק הזרם המסופק למכשירים לכמות הנדרשת.

מעגל צ'ופר

עקרון המבצע

ניתן להבין את עקרון הפעולה של המסוק מתרשים המעגל שלהלן. המעגל מורכב מ- דיודת מוליכים למחצה , נגד ועומס. עבור כל סוג מעגל המסוק, ערך מתח המוצא נשלט על ידי סגירה ופתיחה תקופתיים של המתגים המשמשים במעגל.

ניתן לראות את המסוק כמתג הפעלה / כיבוי שיכול להתחבר במהירות או לנתק את המקור לטעינת חיבור. DC רציף ניתן כמקור למסוק כאשר Vs ו- DC קצוץ מתקבל על פני העומס כ- V0.

מתח יציאה וצורות גל זרם

מעל נמצאים מתח המוצא וצורות הגל הנוכחיות של מעגל מסוק. מצורת גל המתח ניתן לראות כי בתקופה של T_עַלמתח העומס V0 שווה למתח המקור Vs. אבל כאשר המרווח T_כבוימתרחש, שלב מתח DC יורד לאפס, ובכך הופך את העומס לקצר.

מתח יציאה וצורות גל זרם

בצורת הגל הנוכחית ניתן לראות שבמהלך המרווח T_עַלזרם העומס עולה לערך המרבי. במהלך המרווח T_כבוי, זרם העומס מתפורר. בת '_כבויבמצב שהצ'ופר כבוי כך שמתח העומס הופך לאפס. אך זרם העומס זורם דרך הדיודה FD, מה שהופך את העומס לקצר.

לפיכך, מתח ה- DC הקצוץ מופק בעומס. צורת הגל הנוכחית היא רציפה שעולה במהלך T_עַלמצב ומתפורר במהלך T_כבוימדינה.

סיווג צ'ופר

בהתבסס על עקרון הפעולה שלהם וסוג מסוק מתח המקור הם מסוגים שונים. הסיווג העיקרי של המסוק הוא מסוק DC ו- AC Link. בהתבסס על תהליך ההסבה הם מסווגים כצ'ופר מתוסכל טבעי ומסוק כפוי.

מסוק ממונה בכפייה מסווג עוד כג'ופר צ'ופר, מסוק מורגן. על פי ערכי מתח המוצא המסוקים מסווגים כמדרגת המסוק, המסוק המגביר, המסוק מעלה / מטה. בהתבסס על אובדן החשמל שהתרחש בזמן המיתוג, המסוקים מסווגים כ- Hard Switched ו- Soft Switch.

1). מסוק קישור AC

בסיווג זה של המסוק מתרחשת היפוך המתח. כאן מתח DC מתחלף להמרה בעזרת מהפך. עכשיו AC זה מועבר דרך שנאים מדורגים או מדורגים. הפלט מהשנאים הופך שוב ל DC על ידי מיישר. מסוקי קישור AC הם מגושמים מאוד ותופסים מקום רב.

2). מסוק DC

מסוק DC עובד על מתח DC . הם עובדים כעלייה ושדרוג של שנאים במתח DC. הם יכולים להמיר את מתח DC קבוע קבוע לערך גבוה יותר או נמוך יותר על פי סוגם.

מסוקי DC הם מכשירים יעילים יותר, מהירים ומותאמים יותר. אלה יכולים להיות משולבים על שבבים אלקטרוניים. הם מספקים שליטה חלקה על מתח DC.

סוגים שונים של מעגלי מסוקים

האלמנט העיקרי שמבוסס עליו מסווגים את המסוקים הוא המוליך למחצה המשמש במעגל המסוק. בהתבסס על המיקום של מוליך למחצה זה, ניתן לגרום לקוצצים לעבוד בכל אחד מארבעת תנאי הרבע. בהתאם לרבע פעולות המסוקים מסווגים כסוג A, B, C, D ו- E

• מסוק מסוג A עובד ברבע הראשון. במסוק זה, המתח והזרם שניהם חיוביים וזורמים באותו כיוון. הספק ממקור לטעינה ומתח המוצא הממוצע נמוך ממתח DC קלט.
• מסוק מסוג B עובד ברבע השני. כאן מתח העומס חיובי והזרם שלילי. הכוח זורם מעומס למקור. מסוק זה ידוע גם כצ'ופר מדרגות.
• קוצץ מסוג C נוצר על ידי חיבור מקבילי של קוצצים מסוג A ו- Type B.
• קוצץ מסוג D הוא המסוק של שני הרבעים, ומסוק מסוג E הוא קוצץ השיפוע הרביעי.

סטפ אפ צ'ופר

מסוק מדרגות עובד כשנאי עלייה על זרם DC. מסוק זה משמש כאשר יש לייצר את מתח DC המוצא גבוה יותר מאשר מתח הקלט.

ניתן להסביר את עקרון העבודה של קוצץ מוגבר מהתרשים לעיל. במעגל, גדול משרן ל מחובר בסדרה למתח האספקה. קַבָּל שומר על מתח המוצא הרציף לעומס. הדיודה מונעת את זרימת הזרם מעומס למקור.

הגדל את צ'ופר

כאשר המסוק פועל, מתח האספקה ​​VS מוחל על העומס. כלומר. V0 = VS והמשרן מתחיל לאגור אנרגיה. במצב זה זרם העומס עולה מאמין לאימקס.

כאשר המסוק מכובה, מתח האספקה ​​לוקח את הנתיב מ- L - D - עומס - VS. במהלך תקופה זו המשרן משחרר את ה- e.m.f המאוחסן דרך דיודה D לעומס. לפיכך המתח הכולל בעומס V0 = VS + Ldi / dt שהוא גדול יותר ממתח הכניסה. השינויים הנוכחיים מאימקס לאימין.

הגדל את צורת הגל הנוכחית של המסוק

הגדל את משוואות המסוק

מסוק צעד-למעלה מכונה גם צ'ופרים של Boost. היישומים של המסוקים המדרגים כוללים טעינת סוללה וכמאיץ מתח.

יישומים של צ'ופר

ממירי DC ל- DC מיושמים עבור יישומים רבים כגון ב-

• ספק כוח במצב מתג מערכת.
• במנועי DC כבקרי מהירות.
• מאיצי מתח DC.
• מטענים לסוללות.
• מערכות רכבת.
• מכוניות חשמליות וכו '...

צ'ופרים משמשים גם במערכות עיבוד אותות. בצ'ופרים ניתן לשלוט על מתח המוצא באמצעות טכניקות רבות ושונות כגון אפנון רוחב דופק, אפנון תדרים, תדר משתנה, רוחב דופק משתנה, בקרת CLC וכו '. לאיזו מהשיטות הללו נמצא יעיל מעגל מסוק בעיבוד אותות?