En electrónica , un circuito interruptor es cualquiera de los numerosos tipos de dispositivos y circuitos de conmutación electrónicos utilizados en aplicaciones de señal y control de potencia. Un helicóptero es un dispositivo que convierte directamente una entrada de CC fija en un voltaje de salida de CC variable. Básicamente, un helicóptero es un interruptor electrónico que se utiliza para interrumpir una señal bajo el control de otra.
En aplicaciones de electrónica de potencia , dado que el elemento de conmutación está completamente encendido o completamente apagado, sus pérdidas son bajas y el circuito puede proporcionar una alta eficiencia. Sin embargo, la corriente suministrada a la carga es discontinua y puede requerir suavizamiento o una frecuencia de conmutación alta para evitar efectos indeseables. En los circuitos de procesamiento de señales, el uso de un interruptor estabiliza un sistema contra la deriva de los componentes electrónicos; la señal original se puede recuperar después de la amplificación u otro procesamiento mediante un demodulador sincrónico que esencialmente deshace el proceso de "corte".
Comparación entre helicóptero elevador y reductor:
Los circuitos picadores se utilizan en múltiples aplicaciones, que incluyen:
Para todas las configuraciones del interruptor que funcionan con un voltaje de entrada de CC fijo, el valor promedio del voltaje de salida se controla abriendo y cerrando periódicamente los interruptores utilizados en el circuito del interruptor. El voltaje de salida promedio se puede controlar mediante diferentes técnicas, a saber:
En la modulación por ancho de pulso, los interruptores se activan a una frecuencia de corte constante. El período de tiempo total de un ciclo de forma de onda de salida es constante. El voltaje de salida promedio es directamente proporcional al tiempo de encendido del helicóptero. La relación entre el tiempo de ENCENDIDO y el tiempo total se define como ciclo de trabajo. Se puede variar entre 0 y 1 o entre 0 y 100%. La modulación de ancho de pulso (PWM), o modulación de duración de pulso (PDM), es una técnica utilizada para codificar un mensaje en una señal pulsante. Aunque esta técnica de modulación se puede utilizar para codificar información para su transmisión, su uso principal es permitir el control de la potencia suministrada a dispositivos eléctricos, especialmente a cargas inerciales como motores. El valor promedio del voltaje (y la corriente) alimentado a la carga se controla activando y desactivando el interruptor entre el suministro y la carga a un ritmo rápido. Cuanto más tiempo esté encendido el interruptor en comparación con los períodos de apagado, mayor será la potencia total suministrada a la carga. La frecuencia de conmutación PWM tiene que ser mucho mayor de lo que afectaría a la carga (el dispositivo que usa la energía), es decir, que la forma de onda resultante percibida por la carga debe ser lo más suave posible. Por lo general, la conmutación debe realizarse varias veces por minuto en una estufa eléctrica, 120 Hz en un atenuador de lámpara, desde unos pocos kilohercios (kHz) hasta decenas de kHz para un motor y hasta decenas o cientos de kHz en amplificadores de audio y computadoras. fuentes de alimentación.
En la modulación de frecuencia, se generan pulsos de amplitud y duración fijas y el valor promedio de salida se ajusta cambiando la frecuencia con la que se generan los pulsos.
El ancho y la frecuencia del pulso variables combinan ambos cambios en el ancho del pulso y la tasa de repetición.
En la técnica de control de límite de corriente (CLC), el ciclo de trabajo se controla controlando la corriente de carga entre los valores máximo y mínimo. El helicóptero se enciende y apaga periódicamente para que la corriente de carga se mantenga entre valores máximos y mínimos predeterminados. [1]
Un uso clásico de un circuito chopper y donde el término todavía se utiliza es en amplificadores chopper . Estos son amplificadores de CC . Algunos tipos de señales que necesitan amplificación pueden ser tan pequeños que se requiere una ganancia increíblemente alta, pero los amplificadores de CC de muy alta ganancia son mucho más difíciles de construir con baja compensación y ruido, y una estabilidad y ancho de banda razonables . En su lugar , es mucho más fácil construir un amplificador de CA. Se utiliza un circuito cortador para dividir la señal de entrada de modo que pueda procesarse como si fuera una señal de CA y luego integrarse nuevamente en una señal de CC en la salida. De esta manera se pueden amplificar señales CC extremadamente pequeñas. Este enfoque se utiliza a menudo en instrumentación electrónica donde la estabilidad y la precisión son esenciales; por ejemplo, es posible utilizar estas técnicas para construir picovoltímetros y sensores Hall .
El voltaje de compensación de entrada de los amplificadores se vuelve importante cuando se intenta amplificar señales pequeñas con una ganancia muy alta. Debido a que esta técnica crea un amplificador de voltaje de compensación de entrada muy bajo, y debido a que este voltaje de compensación de entrada no cambia mucho con el tiempo y la temperatura, estas técnicas también se denominan amplificadores de "deriva cero" (porque no hay deriva en el voltaje de compensación de entrada con el tiempo). y temperatura). Las técnicas relacionadas que también brindan estas ventajas de deriva cero son los amplificadores estabilizados por helicóptero y de cero automático.
Los amplificadores de cero automático utilizan un amplificador auxiliar secundario para corregir el voltaje de compensación de entrada de un amplificador principal. Los amplificadores estabilizados por helicóptero utilizan una combinación de técnicas de cero automático y helicóptero para brindar excelentes especificaciones de precisión de CC. [2]
Algunos ejemplos de amplificadores chopper y de cero automático son LTC2050, [3] MAX4238/MAX4239 [4] y OPA333. [5]
Tome un interruptor elevador general con fuente de voltaje que esté en serie con el inductor , el diodo y la carga con voltaje promedio . El interruptor interruptor estaría en paralelo con el diodo en serie y la carga. Siempre que el interruptor del helicóptero está encendido, la salida está en cortocircuito. Usando la ley de voltaje de Kirchhoff para determinar el voltaje del inductor ,
y tomando la corriente promedio dentro del tiempo de apagado,
donde es el tiempo en el que está presente un voltaje de carga y el cambio de corriente con respecto a . Siempre que el interruptor del interruptor esté apagado y utilice la ley de voltaje de Kirchhoff para determinar el voltaje del inductor con respecto a la corriente promedio dentro del tiempo de encendido,
¿Dónde está el tiempo en el que el voltaje de la carga es cero? Igualando la corriente promedio y tomando el ciclo de trabajo , [6]
¿ Dónde está el voltaje de salida promedio?
Tomando un interruptor reductor general con fuente de voltaje que está en serie con el interruptor del interruptor, el inductor y la carga con voltaje . El diodo estaría en paralelo con el inductor en serie y la carga. De la misma manera, al igualar la corriente promedio del inductor durante el tiempo de encendido y apagado, podemos obtener el voltaje promedio mediante [6]
donde es el voltaje de salida promedio , es el ciclo de trabajo y es el voltaje de fuente.
Tomando un interruptor reductor-elevador general que funciona como interruptor elevador y descendente, deje que la fuente de voltaje esté en serie con el interruptor del interruptor, el diodo con polarización inversa y la carga con voltaje . El inductor estaría en paralelo con el diodo en serie y la carga. De la misma manera, al igualar la corriente promedio del inductor durante el tiempo de encendido y apagado, podemos obtener el voltaje promedio mediante [6]
donde es el voltaje de salida promedio , es el ciclo de trabajo y es el voltaje de fuente.
