Variator de tensiune continuă

1. Generalităţi. Clasificare

Variatoarele de tensiune continuă (VTC) sau chopperele sunt convertoare de curent continuu care transformă energia furnizată de o sursă de tensiune continuă tot în energie de tensiune continuă, însă de o altă valoare, eventual reglabilă. Ele îşi gasesc aplicabilitatea în construcţia surselor de alimentare în comutaţie utilizate în aparatura elctronică de masură si control, sisteme de telecomunicaţii ,calculatoare electronice ,sisteme radio şi video,electronică medicală, etc. schema bloc a unui convertor c.c-c.c este prezentată în fig. urmatoare:

Aici o scanare

Convertorul este alimentat printr-un redresor a carui tensiune de ieşire nu este stabilizată. Convertorul propriu-zis furnizează din tensiunea continuă fluctuantă o tensiune continuă , reglabilă ca valoare ,funcţie de cerinţele consumatorului

Fig. 1

În fig. 1 se arată modul de conectare al variatoarelor de tensiune continuă (VTC) între sursa de alimentare de tensiune continuă constantă U şi sarcină la bornele căreia se obţine o

tensiune de valoare medie U reglabilă.

Circuitul de forţă al unui VTC este realizat cu elemente semiconductoare cu o comutaţie comandată: tiristoare, tiristoarte GTO, tranzistoare bipolare, MOSFET sau IGBT. Intrarea în conducţie, ca şi blocarea componentelor, se realizează la momente bine precizate, definite prin comandă. În general, VTC – urile sunt utilizate pentru reglarea vitezei motoarelor electrice de curent continuu, ca surse de alimentare convertore sau în domeniul sudurii electrice (realizarea oricăror surse de tensiune în comutaţii).

Se construiesc choppere cu puteri cuprinse între zeci şi milioane de watti. De regulă, frecvenţa de comutaţie este cuprinsă între 100 Hz si 1KHz, însă sunt şi choppere având frecvenţa de 10 KHz sau mai mult.

Clasificarea variatoarelor

VTC – urile sunt de mai multe tipuri, clasificarea lor făcându-se după mai multe criterii:

a) după raportul între tensiunea la ieşire şi tensiunea la intrare sunt (fară izolare):

- convertoare coborâtoare ( STEP DOWN converters ) sau convertoare serie

( BUCK converters ), la care tensiunea de ieşire este mai mică sau cel mult egală cu tensiunea la intrare ;

- convertoare ridicătoare ( STEP UP converters ) sau convertoare paralel ( BOOST converters ), la care tensiunea de ieşire este mai mare sau cel puţin egală, cu tensiunea la intrare ;

- convertoare coborâtoare – ridicătoare ( STEP – DOWN / UP ) sau convertoare serie - paralel ( BUCK – BOOST converters ), la care tensiunea la ieşire poate fi mai mică sau mai mare decât cea de la intare;

- convertorare CUK;

- convertoare în punte.

b) Convertoarele cu izolare se împart în:

- convertoare forward;

- convertoare fly-back;

- convertoare în contratimp.

c) după modul de transfer al energiei sunt:

- convertoare care nu prezintă element de stocare ( acumulare ), transferul energiei făcându-se direct;

- convertoare care prezintă un element de stocare a energiei între intrare şi ieşire, legătura fiind indirectă.