Types de hachoir :un guide pour choisir celui qui vous convient le mieux

À propos des types de hacheurs, la plupart des applications d'électronique de puissance ont des éléments de commutation complets ou complets. De ce fait, leurs pertes sont souvent faibles, ce qui rend le circuit très efficace. Cependant, le courant que vous fournissez à la charge peut être discontinu. Il vous faudra alors prévoir une fréquence de commutation élevée ou un lissage pour de meilleurs résultats. Dans ce cas, vous utiliserez un hacheur pour stabiliser le système de circuit.

Pour l'article d'aujourd'hui, nous discuterons de la classification des hacheurs en fonction de plusieurs caractéristiques telles que le processus de commutation, etc.

1. Qu'est-ce qu'un circuit hacheur ?

Un hacheur (ou l'équivalent CC d'un transformateur CA) est un dispositif électrique à semi-conducteur. Il fonctionne pour changer une tension d'entrée CC fixe (V_s ) en une alimentation CC variable ou une tension de sortie/V_o . La valeur de sortie CC peut être inférieure à la tension source ou supérieure à la tension d'entrée.

2. Comment fonctionne le hachoir ?

Généralement, un circuit hacheur a une charge, une résistance et une diode semi-conductrice, comme indiqué dans le schéma ci-dessous.

Un schéma de circuit d'un hacheur

Il fonctionne à grande vitesse pour connecter la source à la charge, puis déconnecte la charge de la base. En utilisant le diagramme, nous pouvons conclure le principe de fonctionnement comme ;

• L'interrupteur SW est le hacheur, et à haute vitesse, il peut être un interrupteur ON ou OFF. Pour cette raison, vous pouvez déconnecter ou connecter la charge de Vs (une source d'alimentation). De plus, l'ouverture et la fermeture périodiques du circuit contrôlent éventuellement la tension de sortie.
• L'interrupteur ON entraîne une tension de source égale à la tension de charge. Inversement, lorsqu'il s'agit d'un interrupteur OFF, la tension de charge est égale à zéro.

3. Types de hachoir

Nous avons classé les hacheurs en fonction de leurs caractéristiques comme suit ;

Selon leur principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement est la meilleure façon de classer un hacheur. Les deux types incluent;

Hacheur de liaison AC

Ici, il y a une inversion de tension par laquelle un onduleur convertit une tension continue en une tension alternative. Ensuite, vous faites passer le courant alternatif à travers un transformateur élévateur ou abaisseur. Enfin, un redresseur convertit la sortie du transformateur en courant continu.

Hacheur CC

Les hacheurs CC agissent comme des transformateurs abaisseurs et échelons sur la tension continue. En tant que tels, ils peuvent modifier une tension continue constante à une valeur inférieure ou supérieure selon le type.

Basé sur le processus de commutation

Hacheur commuté naturel

Le hacheur commuté naturel fonctionne sur les circuits AC en ce sens que la tension d'alimentation provient d'une source AC. À cause de cela, lorsqu'il y a une tension négative vers le SCR ou le thyristor, il s'éteint.

Hacheur à commutation forcée

Un hacheur à commutation forcée fonctionne sur des circuits à courant continu. Vous pouvez réaliser la commutation en abaissant le courant SCR en dessous de la valeur actuelle ou en polarisant en sens inverse le composant SCR. Les exemples sont l'hélicoptère Morgan et l'hélicoptère Jones.

Basé sur la perte de puissance survenant au moment de la commutation des hacheurs

Hacheur à commutation dure

Les circuits hacheurs à commutation matérielle utilisent leur capacité à fonctionner.

Hacheur à commutation douce

Les hacheurs à commutation douce utilisent des circuits résonnants LC pour éteindre ou allumer l'appareil à tension ou courant nul.

Basé sur les valeurs de tension de sortie

La classification des circuits hacheurs repose ici sur les tensions de sortie.

Hachoir Step-up ou Boost

Le hacheur a une tension de source inférieure à la tension de sortie CC moyenne (V_o ˃V_s ) pour le premier. De plus, il y a un flux de puissance de la charge à la source. Ici, le courant de charge a une source emf et est inductif.

Hacheur abaisseur

La tension de la source est supérieure à la tension de sortie CC moyenne (V_s ˃V_o ). Au contraire, le flux de puissance va de la source à la charge.

Classification basée sur le fonctionnement en quadrant

Les circuits hacheurs limitent la direction du courant qui les traverse puisqu'il s'agit de dispositifs statiques à semi-conducteurs. Cependant, vous pouvez modifier le fonctionnement de votre hélicoptère dans quatre quadrants, puis produire cinq types d'hélicoptère.

Les quatre quadrants du hacheur

Hélicoptère de classe A/ Hélicoptère de type A

Le hacheur de classe A ne fonctionne que dans le premier quadrant. Par conséquent, la tension de charge (V_O ) et le courant de charge (i_O ) sera toujours positif. De plus, le transfert de puissance se fait de la source à la charge, un exemple étant un hacheur abaisseur.

Hacheur de classe B/Hacheur de type B

Il opère dans le deuxième quadrant. Ainsi, le courant de charge est négatif alors que la tension de sortie du hacheur est positive. Ici, le courant de charge négatif (i_o ) le transfert de puissance se fait de la charge à la source. Un circuit hacheur élévateur en est un exemple.

Hélicoptère de classe C/ Hélicoptère de classe A à deux quadrants/ Hélicoptère de type C

La connexion parallèle des hacheurs de classe B et de classe A donne un hacheur de classe C qui fonctionne dans le deuxième ou le premier quadrant. Ainsi, il agira comme un hacheur abaisseur dans le premier quadrant et un hacheur élévateur dans le deuxième quadrant.

Hélicoptère de classe D/ Hélicoptère de classe B à deux quadrants/ Hélicoptère de type D

Il fonctionne à la fois dans le quatrième et le premier quadrant et peut transférer la puissance de la charge à la source ou de la source à la charge. Ensuite, vous pouvez inverser la tension de sortie CC moyenne avec un hacheur de classe D, alors que la direction du courant de charge n'est pas réversible.

Hélicoptère de classe E/ Hélicoptère de type E

Enfin, nous avons un hacheur de classe E qui fonctionne dans tous les quadrants car il s'agit d'un hacheur universel. De plus, vous aurez besoin de quatre diodes et de quatre hacheurs/quatre commutateurs à semi-conducteurs pour créer un circuit hacheur de classe E. Vous aurez besoin d'une charge inductive pour que le hachoir fonctionne. De plus, il devrait y avoir une polarité inversée de la charge emf dans les quatrième et troisième quadrants.

Applications de Chopper

Vous pouvez utiliser le circuit hacheur dans une gamme d'applications comprenant :

• Chargement de la batterie,
• Amplification de la tension CC,
• Filtres à condensateur commuté,
• Commandes d'éclairage et de lampe,
• Pour piloter des moteurs couple/pas à pas sans balais dans des actionneurs,

Moteur pas à pas

• Entraînements à fréquence variable,
• Systèmes de traitement du signal,
• Avions et vaisseaux spatiaux,
• Régulateurs de vitesse dans les moteurs à courant continu,
• Systèmes de traction ferroviaire,
• Conversion de l'énergie solaire,
• Voitures électriques fonctionnant sur batterie
• Systèmes d'alimentation à découpage tels que les convertisseurs CC-CC
• Enfin, des amplificateurs électroniques de classe D.

Conclusion

En résumé, plusieurs industries technologiques adoptent des hacheurs pour les systèmes de transport en commun rapide. De plus, les circuits hacheurs ont un rendement élevé, une réponse rapide, des capacités de régénération et un contrôle en douceur. D'autres fois, vous pouvez utiliser certains dispositifs à semi-conducteurs de puissance dans un hacheur, par exemple, une forme complète IGBT et un thyristor à commutation de force.

C'est tout pour aujourd'hui, et nous espérons que vous en avez gagné autant sur les choppers. En cas de clarification ou de demande de renseignements, contactez-nous et nous réglerons le problème ensemble.