Tipos de Circuitos Chopper: Descubre la Revolución en el Control de Potencia
En un mundo donde la eficiencia energética y el control preciso son cada vez más cruciales, los circuitos chopper emergen como protagonistas indiscutibles en el campo de la electrónica de potencia. Pero, ¿qué son exactamente y por qué son tan importantes? En este artículo exploraremos los diferentes tipos de circuitos chopper, desde los más simples hasta los más complejos, desentrañando sus principios de funcionamiento y aplicaciones en la vida diaria. Prepárate para sumergirte en un universo donde la innovación y la tecnología se entrelazan, transformando la manera en que gestionamos la energía. ¡Comencemos este apasionante viaje!
«Descubre los diversos tipos de circuitos chopper y cómo pueden potenciar tus dispositivos eléctricos. Desde los choppers reductores hasta los boosters, en este artículo te explicaremos cómo funcionan y las ventajas que cada uno ofrece. ¡Prepárate para darle un impulso a tus aplicaciones!»
Discutiremos los tipos de circuitos chopper en este artículo. Existen diferentes tipos de circuitos choppers. Los circuitos chopper se clasifican según su funcionamiento en diferentes cuadrantes.
La innovación de los interruptores de semiconductores de alta potencia ha iniciado una nueva era en el sector de la energía. Ha introducido una nueva área de control de potencia en la ingeniería eléctrica. El control de energía ha mejorado las actividades de investigación en todos los sectores de la ciencia, ya que puede controlar la energía desde niveles de voltaje bajos a altos tanto en formas de CA (usando inversores) como de CC (usando rectificador y chopper).
Nuestro sistema de distribución es de 240V ac, para convertir esta AC en DC utilizamos un circuito rectificador. Muchos electrodomésticos se basan en un voltaje de CC bajo controlado por un interruptor. Ha mejorado los sectores de instrumentación médica, microelectrónica y control de máquinas. Se utiliza principalmente en el control de velocidad de máquinas de CC y CA y en el regulador de voltaje de CC.
¿Qué es un circuito Chopper?
El circuito chopper convierte CC fija en CC variable. Un chopper es un circuito convertidor de CC a CC que controla los niveles de voltaje desde la entrada hasta la salida. Por lo tanto, también se le llama transformador para un sistema de circuito de cd.
>Principio de funcionamiento
Este tipo de circuito utiliza un inductor como elemento de almacenamiento de energía que recolecta energía de la fuente de entrada y la libera al circuito de carga de salida. En un circuito chopper, el interruptor semiconductor controla la potencia desde la fuente hasta la carga. El valor del inductor, la carga (resistencia) y la frecuencia de conmutación deciden la continuidad del circuito. El circuito chopper tiene un interruptor de ENCENDIDO/APAGADO que puede conectar o desconectar rápidamente la fuente para conectar la carga. El circuito chopper recibe voltaje continuo de CC, Vs, y genera voltaje V0.
Tipos de circuitos chopper
Los interruptores de semiconductores unidireccionales se utilizan en circuitos chopper. Disponiendo los interruptores de manera diferente, es posible formar diferentes interruptores de cuadrante. Hay cinco tipos de helicópteros. Los tipos de helicópteros son tipo A, tipo B, tipo C, tipo D y tipo E.
Picadora tipo A
Este tipo de helicóptero también se conoce como 1calle helicóptero de cuadrante. Este tipo de chopper es aplicable a la carga inductiva o carga del motor. Cuando el interruptor está encendido, la fuente se conecta a la carga y cuando el interruptor está apagado, la energía almacenada en la carga inductiva circula a través del diodo de rueda libre.
>En este caso, helicóptero V0 & I0 siempre será positivo, como se muestra en el primer cuadrante. En un helicóptero tipo A, el flujo de energía siempre es de la fuente a la carga. Este helicóptero también se denomina helicóptero reductor. El valor promedio del voltaje de salida es menor o igual que el voltaje de entrada.
Picadora tipo B
Esto también se conoce como el helicóptero del segundo cuadrante. V0 será positivo siempre pero Io será negativo. En este caso, el flujo de energía es de la carga a la fuente. Al igual que en el motor de CC durante el frenado regenerativo, la potencia fluye desde Eb (EMF posterior) a la fuente, es decir, el flujo de energía es negativo.
>En este caso, cuando el helicóptero está encendido, V0 es cero, pero la fuerza contraelectromotriz impulsa la corriente a través del inductor. Durante el apagado, V0=L di/dt + Eb que es más que el voltaje de la fuente envía energía a la fuente. Para el caso del motor de CC, durante el frenado regenerativo, la velocidad es mayor que la velocidad nominal, lo que implica que la energía cinética almacenada es mayor que la potencia nominal y que el exceso de potencia se lleva a la fuente a través de un diodo de rueda libre.
>La salida promedio del circuito chopper es;
>Picadora tipo C
El picador tipo C se fabrica conectando el tipo A y el tipo B en paralelo. Siempre obtendremos voltaje o/p positivo. “Cuando el interruptor está encendido, el diodo de rueda libre comienza a conducir y el voltaje de salida v0 será igual a Vs. La dirección de la corriente de carga i0 revierte
>el yo actual0 fluirá hacia la fuente y será positivo independientemente de que el interruptor esté encendido o que el FD esté conduciendo. La corriente de carga será negativa si conduce el chopper o el diodo D2. Podemos decir que el helicóptero y el FD funcionan juntos como un helicóptero tipo A en el primer cuadrante. En el segundo cuadrante, el helicóptero y D2 operarán juntos como un helicóptero tipo B”.
El voltaje de salida promedio siempre será positivo, pero la corriente de carga promedio puede ser positiva o negativa. El flujo de energía puede ser como la operación del primer cuadrante, es decir, de la fuente a la carga o de la carga a la fuente como la operación del segundo cuadrante. El circuito puede funcionar como un tipo de chopper al encender tanto el chopper cortocircuitará la fuente.
Picadora tipo D
El diagrama de circuito del chopper tipo D se muestra en la siguiente figura. Cuando los dos interruptores están encendidos, el voltaje de salida v0 será igual a Vs.” Cuando v0 = – Vs, los dos interruptores estarán apagados, pero ambos diodos, D1 y D2, comenzarán a conducir. “V0, el voltaje de salida promedio será positivo cuando los interruptores se enciendan, el tiempo Ton será mayor que el tiempo de apagado Toff que se muestra en la siguiente forma de onda. Como los diodos y los interruptores conducen la corriente solo en una dirección, la dirección de la corriente de carga siempre será positiva.
>La potencia fluye de la fuente a la carga como los valores promedio de ambos V0 y yo0 son positivos. De la forma de onda, está claro que el valor promedio de V0 es positivo. Así, obtenemos la operación del cuarto cuadrante del helicóptero tipo D.
Picadora tipo E
También se le llama helicóptero de cuatro cuadrantes.
>El tipo E o el interruptor del cuarto cuadrante consta de cuatro interruptores semiconductores y cuatro diodos dispuestos en antiparalelo. Los 4 helicópteros están numerados según el cuadrante al que pertenecen. Su funcionamiento será en cada cuadrante y el chopper correspondiente sólo estará activo en su cuadrante.
Aplicaciones de Circuitos Chopper
Los circuitos chopper se utilizan para las siguientes aplicaciones.
- Fuentes de alimentación de modo conmutado SMPS
- Convertidores de CC a CC
- Controladores de velocidad de motor DC
- Amplificador de electrónica de clase D
- Para condensadores de conmutación
- Accionamientos de frecuencia variable
- Para aumentar el voltaje de CC
- Coches eléctricos a batería
- Cargadores de bateria
- Tracción ferroviaria
- Controles de iluminación y lámparas
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Tipos de Circuitos Chopper: Eficiencia Energética y Control Preciso
¿Qué es un circuito Chopper?
Un circuito chopper es un convertidor que transforma la corriente continua (CC) fija en una corriente continua variable, permitiendo controlar los niveles de voltaje desde la entrada hasta la salida. Este dispositivo juega un papel crucial en la electrónica de potencia, permitiendo la mejora en la eficiencia energética y el control preciso de los dispositivos.
Principio de funcionamiento
Los circuitos chopper utilizan un Inductor como elemento de almacenamiento de energía. Al encenderse, el circuito recoge energía de la fuente y la almacena, para luego liberarla a la carga. La conmutación rápida del interruptor semiconductor permite conectar o desconectar la fuente de energía, generando un voltaje de salida variable.
Tipos de circuitos chopper
Existen varios tipos de circuitos chopper, clasificados según su funcionamiento y su disposición. A continuación, describimos los principales:
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Chopper Tipo A
Este chopper es adecuado para cargas inductivas. Cuando el interruptor está encendido, la fuente se conecta a la carga. Se le conoce como chopper reductor, ya que el voltaje de salida es menor o igual al de entrada.
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Chopper Tipo B
En este chopper, el voltaje de salida es positivo, mientras que la corriente de salida es negativa. Esto se observa en aplicaciones como el frenado regenerativo de motores, donde la energía fluye desde la carga de vuelta a la fuente.
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Chopper Tipo C
Combinando características de los tipos A y B, este chopper garantiza que el voltaje de salida siempre sea positivo, aunque la corriente de carga pueda ser positiva o negativa, permitiendo un flujo bidireccional de energía.
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Chopper Tipo D
Similar a los anteriores pero diseñado para aplicaciones específicas; su funcionamiento más complejo permite un mayor control sobre la salida de energía.
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Chopper Tipo E
Este tipo combina las operaciones de los choppers anteriores pero está optimizado para diferentes requisitos de control de potencia.
Aplicaciones de los Circuitos Chopper
Los circuitos chopper son esenciales en diversas aplicaciones modernas, tales como:
- Control de velocidad en motores CC y CA.
- Sistemas de alimentación para dispositivos portátiles.
- Equipos de instrumentación médica y microelectrónica.
FAQ - Preguntas Frecuentes
¿Qué ventajas ofrecen los circuitos chopper?
Los circuitos chopper permiten un control preciso del voltaje y la corriente, lo que se traduce en una mayor eficiencia energética y un mejor rendimiento de los dispositivos eléctricos.
¿Pueden los circuitos chopper manejar altas potencias?
Sí, los choppers están diseñados para manejar desde niveles bajos hasta altos de potencia, dependiendo de su configuración y los componentes utilizados.
¿Dónde se utilizan comúnmente los choppers?
Se utilizan principalmente en aplicaciones industriales, en el control de máquinas eléctricas, sistemas de alimentación ininterrumpida y en dispositivos de energía renovable.
Te2chG: ¡Totalmente de acuerdo! Los circuitos chopper son una chulada. Hace poco hice un proyecto para un motor de corriente continua y la mejora en el rendimiento fue notable. Al principio, no tenía idea de cómo funcionaban, pero tras leer sobre ellos, me di cuenta de lo versátiles que son. ¡Sigue así con el contenido, que me encanta!
¡Qué interesante artículo! La verdad es que los circuitos chopper son super útiles en mis proyectos de electrónica. Recuerdo una vez que tuve que hacer un convertidor para una lámpara LED y me salí de la caja usando un chopper, ¡quedé impresionado con la eficiencia! Definitivamente, es un tema que vale la pena explorar más a fondo.