Alors que l'invention et l'utilisation de dispositifs technologiques se multiplient, notre besoin de électricité augmente également. Pour répondre à ce besoin d'électricité continue, divers procédés et systèmes sont mis en place. Parmi les gadgets et appareils que nous utilisons, certains sont alimentés par Courant alternatif tandis que certains sont alimentés en courant continu. Tous les appareils ne nécessitent pas la même quantité d'énergie pour fonctionner. Mais la puissance fournie aux ménages via l'alimentation principale est du courant alternatif et d'un montant fixe d'environ 240v. Ensuite, pour faire fonctionner des appareils fonctionnant au courant continu, certains convertisseurs sont nécessaires. Pour n'utiliser qu'une petite quantité de puissance requise de l'alimentation 240V, un autre type de circuit, à savoir le circuit Chopper, est nécessaire.

Qu'est-ce qu'un circuit Chopper?

Les circuits hacheurs sont connus sous le nom de Convertisseurs CC en CC . Semblables aux transformateurs du circuit CA, les hacheurs sont utilisés pour augmenter et réduire l'alimentation CC. Ils changent la puissance CC fixe en une puissance CC variable. Grâce à ces derniers, l'alimentation CC fournie aux appareils peut être ajustée à la quantité requise.

Circuit de hacheur

Principe d'opération

Le principe de fonctionnement du hacheur peut être compris à partir du schéma ci-dessous. Le circuit se compose d'un diode semi-conductrice , résistance et une charge. Pour tout type de circuit hacheur, la valeur de la tension de sortie est contrôlée par la fermeture et l'ouverture périodiques des interrupteurs utilisés dans le circuit.

Le hacheur peut être considéré comme un interrupteur MARCHE / ARRÊT qui peut rapidement connecter ou déconnecter la source à la connexion de charge. Le courant continu continu est donné comme source au hacheur en tant que Vs et le courant continu haché est obtenu à travers la charge en tant que V0.

Tension de sortie et formes d'onde de courant

Ci-dessus se trouvent les formes d'onde de tension et de courant de sortie d'un circuit hacheur. À partir de la forme d'onde de tension, on peut voir que pendant la période de T_SURla tension de charge V0 est égale à la tension source Vs. Mais quand l'intervalle T_DÉSACTIVÉse produit, la tension continue passe à zéro, rendant ainsi la charge court-circuitée.

Tension de sortie et formes d'onde de courant

Dans la forme d'onde actuelle, on peut voir que pendant l'intervalle T_SURle courant de charge monte à la valeur maximale. Pendant l'intervalle T_DÉSACTIVÉ, le courant de charge diminue. En T_DÉSACTIVÉcondition que le hacheur soit éteint, donc la tension de charge devient nulle. Mais le courant de charge passe à travers la diode FD, ce qui rend la charge court-circuitée.

Ainsi, la tension continue hachée est produite à la charge. La forme d'onde actuelle est continue et augmente pendant T_SURétat et décroît pendant T_DÉSACTIVÉEtat.

Classification du hachoir

Sur la base de leur principe de fonctionnement et du type de hacheur de tension source, il existe différents types. La classification principale du hacheur est le hacheur DC et le hacheur AC Link. Sur la base du processus de commutation, ils sont classés comme hacheur à commutation naturelle et hacheur à commutation forcée.

Le hacheur à commutation forcée est en outre classé comme hacheur Jones, hachoir Morgan. Sur la base des valeurs de tension de sortie, les hacheurs sont classés comme abaissement du hacheur, hacheur élévateur, hacheur élévateur / abaisseur. Sur la base de la perte de puissance survenue au moment de la commutation, les hacheurs sont classés comme commutateurs durs et commutés logiciels.

1). Chopper AC Link

Dans cette classification du hacheur, l'inversion de tension a lieu. Ici, la tension continue est convertie en courant alternatif à l'aide d'un onduleur. Maintenant, ce courant alternatif passe par un transformateur abaisseur ou élévateur. La sortie des transformateurs est à nouveau convertie en courant continu par un redresseur. Les hacheurs de liaison AC sont très encombrants et occupent une grande quantité d'espace.

2) .DC Chopper

DC chopper fonctionne sur Tension continue . Ils fonctionnent comme des transformateurs élévateurs et abaisseurs sur tension continue. Ils peuvent convertir la tension continue constante constante en une valeur supérieure ou inférieure en fonction de leur type.

Les hacheurs CC sont des appareils plus efficaces, plus rapides et plus optimisés. Ceux-ci peuvent être incorporés sur des puces électroniques. Ils permettent un contrôle en douceur de la tension continue.

Différents types de circuits de hacheur

L'élément principal sur la base duquel les hacheurs sont classés est le semi-conducteur utilisé dans le circuit hacheur. Sur la base du positionnement de ce semi-conducteur, les hacheurs peuvent être amenés à fonctionner dans l'une des quatre conditions de quadrant. En fonction du quadrant de fonctionnement, les hacheurs sont classés dans les catégories A, B, C, D et E

Le hacheur de type A fonctionne dans le premier quadrant. Dans ce hacheur, la tension et le courant sont tous deux positifs et circulent dans le même sens. L'alimentation de la source à la charge et la tension de sortie moyenne sont inférieures à la tension CC d'entrée.
Le hacheur de type B fonctionne dans le deuxième quadrant. Ici, la tension de charge est positive et le courant est négatif. La puissance circule de la charge à la source. Ce hacheur est également connu sous le nom de hacheur élévateur.
Le hacheur de type C est formé par la connexion en parallèle de hacheurs de type A et de type B.
Le hacheur de type D est le hacheur de type B à deux quadrants et le hacheur de type E est le quatrième hacheur de gradient.

Step Up Chopper

Le hacheur élévateur fonctionne comme un transformateur élévateur sur courant continu. Ce hacheur est utilisé lorsque la tension continue de sortie doit être supérieure à la tension d'entrée.

Le principe de fonctionnement d'un hacheur élévateur peut être expliqué à partir du schéma ci-dessus. Dans le circuit, un grand inducteur L est connecté en série à la tension d'alimentation. Condensateur maintient la tension de sortie continue vers la charge. La diode empêche le passage du courant de la charge à la source.

Step up Chopper

Lorsque le hacheur est activé, la tension d'alimentation VS est appliquée à la charge .i.e. V0 = VS et l'inducteur commence à stocker de l'énergie. Dans cette condition, le courant de charge augmente de Imin à Imax.

Lorsque le hacheur est éteint, la tension d'alimentation emprunte le chemin de L - D - Charge - VS. Pendant cette période, l'inducteur décharge le e.m.f stocké via la diode D vers la charge. Ainsi la tension totale à la charge V0 = VS + Ldi / dt qui est supérieure à la tension d'entrée. Changements actuels d'Imax à Imin.

Augmenter la forme d'onde du courant du hacheur

Augmentez les équations de Chopper

Le hacheur Step-up est également connu sous le nom de hachoirs Boost. Les applications des hacheurs élévateurs incluent la charge de la batterie et comme amplificateur de tension.

Applications de Chopper

Les convertisseurs CC en CC sont utilisés pour de nombreuses applications telles que

Alimentation à découpage Système.
dans les moteurs à courant continu comme régulateurs de vitesse.
Amplificateurs de tension CC.
Chargeurs de batterie.
Systèmes ferroviaires.
Voitures électriques etc…

Les hacheurs sont également utilisés dans les systèmes de traitement du signal. Dans les hacheurs, la tension de sortie peut être contrôlée à l'aide de nombreuses techniques différentes telles que la modulation de largeur d'impulsion, la modulation de fréquence, la fréquence variable, la largeur d'impulsion variable, le contrôle CLC, etc. Lesquelles de ces méthodes sont jugées efficaces pour circuit hacheur dans le traitement du signal?