مدار چاپر (Chopper Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار چاپر (Chopper Circuit) :
مدار چاپر (Chopper Circuit) یک مبدل DC-DC است که یک ولتاژ DC ثابت را به یک ولتاژ DC متغیر (با همان قطبیت یا قطبیت معکوس) تبدیل می کند. چاپرها در اصل همان مبدل های سوئیچینگ DC-DC هستند و با قطع و وصل سریع (سوئیچینگ) ولتاژ ورودی و استفاده از عناصر ذخیره کننده انرژی (سلف و خازن)، ولتاژ خروجی متوسط قابل تنظیمی ایجاد می کنند. اصطلاح "چاپر" (به معنی خردکننده) به فرآیند خرد کردن ولتاژ DC به پالس ها اشاره دارد.
انواع چاپر:
⭐ چاپر کاهنده (Buck Chopper یا Step-Down Chopper): ولتاژ خروجی متوسط کمتر از ولتاژ ورودی است. معادل مبدل باک (Buck Converter).
⭐ چاپر افزاینده (Boost Chopper یا Step-Up Chopper): ولتاژ خروجی متوسط بیشتر از ولتاژ ورودی است. معادل مبدل بوست (Boost Converter).
⭐ چاپر کاهنده-افزاینده (Buck-Boost Chopper): ولتاژ خروجی می تواند هم کمتر و هم بیشتر از ولتاژ ورودی باشد، اما قطبیت آن معکوس است. معادل مبدل باک-بوست (Buck-Boost Converter).
⭐ چاپر نوع C و D و E: انواع دیگری از چاپرها که می توانند ولتاژ خروجی با قطبیت مثبت یا منفی و همچنین قابلیت بازگشت توان (Regenerative Braking) را فراهم کنند. این چاپرها معمولا از دو کلید و دو دیود ساخته می شوند و در کنترل موتورهای DC استفاده می شوند.
اصل عملکرد: در ساده ترین حالت (چاپر کاهنده)، یک کلید (معمولا ترانزیستور قدرت) به صورت سری با منبع DC و بار قرار می گیرد. یک دیود فلای بک و یک سلف و خازن نیز برای صاف سازی جریان و ولتاژ به کار می روند. با تغییر دیوتی سایکل (Duty Cycle - نسبت زمان روشن به کل دوره) کلید، ولتاژ متوسط خروجی کنترل می شود:
\[ V_{out} = D \cdot V_{in} \].
کاربردها:
⭐ کنترل دور موتورهای DC (درایو موتور DC).
⭐ منابع تغذیه سوئیچینگ (SMPS).
⭐ مدارهای ترمز دینامیکی (Regenerative Braking) در وسایل نقلیه الکتریکی.
⭐ تغذیه تجهیزات مخابراتی.
