Chopper de cuatro cuadrantes o Chopper de clase E

Un helicóptero de cuatro cuadrantes es un helicóptero que puede funcionar en los cuatro cuadrantes. La energía puede fluir de la fuente a la carga o de la carga a la fuente en este helicóptero. En el primer cuadrante, un helicóptero Clase-E actúa como un helicóptero reductor, mientras que en el segundo cuadrante se comporta como un helicóptero elevador. Este tipo de helicóptero también se conoce como helicóptero Clase-E o Tipo-E. Este artículo describe el principio de funcionamiento y el funcionamiento del helicóptero de clase E con la ayuda del diagrama del circuito.

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Principio de funcionamiento/funcionamiento del helicóptero de clase E:

Principio de funcionamiento/funcionamiento del helicóptero de clase E:

El circuito de un helicóptero de cuatro cuadrantes o helicóptero de clase E consta básicamente de cuatro semiconductor cambia CH1 a CH4 y cuatro diodos D1 a D4. Los cuatro diodos están conectados en antiparalelo. El diagrama de circuito de este tipo de chopper se muestra a continuación.

En el diagrama de circuito anterior, los interruptores están numerados de CH1 a CH4. Para la operación del primer cuadrante, CH1 se activa, para la operación del segundo cuadrante, CH2 se activa y así sucesivamente. Para comprender mejor el funcionamiento del helicóptero de cuatro cuadrantes, analizaremos su funcionamiento por separado para cada cuadrante.

Operación del primer cuadrante:

Para la operación del primer cuadrante, CH4 se mantiene encendido, CH3 se mantiene apagado y se opera CH1. Cuando tanto CH1 como CH4 están encendidos simultáneamente, la carga se conecta directamente a la fuente y, por lo tanto, el voltaje de salida se vuelve igual al voltaje de la fuente. Básicamente, esto significa que vo = vs. Puede notarse que la corriente de carga fluye de la fuente a la carga como lo muestra la dirección de io.

Cuando CH1 está APAGADO, la corriente de carga rueda libre a través de CH4 y D2. Durante este período, el voltaje y la corriente de la carga permanecen positivos.

Por lo tanto, tanto el voltaje de salida vs como la corriente de carga io son positivos y, por lo tanto, la operación del chopper está en el primer cuadrante. Cabe señalar que, en este caso, el helicóptero Clase-E funciona como un helicóptero reductor.

Operación del segundo cuadrante:

Para obtener la operación del segundo cuadrante, se opera CH2 mientras se mantienen apagados CH1, CH3 y CH4. Cuando CH2 está encendido, la fuente de CC en la carga impulsa la corriente a través de CH2, D4, E y L. El inductor L almacena energía durante el período de encendido de CH2.

Cuando CH2 se apaga, la corriente se retroalimenta a la fuente a través de D1, D4. Cabe señalar en este punto que (E+Ldi/dt) es mayor que el voltaje de la fuente Vs. Como el voltaje de carga Vo es positivo e Io es negativo, es una operación del segundo cuadrante del chopper. Dado que la corriente se retroalimenta a la fuente, esto simplemente significa que la carga está transfiriendo energía a la fuente. Por favor, lea Step-up chopper para un análisis detallado y una mejor comprensión.

Para la operación del segundo cuadrante, la carga debe contener fem E como se muestra en el diagrama del circuito. En el segundo cuadrante, la configuración funciona como un helicóptero elevador.

Operación del tercer cuadrante:

Para obtener la operación del tercer cuadrante, tanto el voltaje de carga como la corriente de carga deben ser negativos. La corriente y el voltaje se suponen positivos si su dirección coincide con lo que se muestra en el diagrama del circuito. Si la dirección es opuesta a la que se muestra en el diagrama del circuito, se considera negativa. Una cosa importante a tener en cuenta es que la polaridad de la fem E en la carga debe invertirse para tener una operación en el tercer cuadrante. A continuación se muestra el diagrama de circuito del chopper Clase-E para la operación del tercer cuadrante.

Polaridad de Carga fem E invertida

Para la operación del tercer cuadrante, CH1 se mantiene apagado, CH2 se mantiene encendido y CH3 se opera. Cuando CH3 está ENCENDIDO, la carga se conecta a la fuente y, por lo tanto, el voltaje de la carga es igual al voltaje de la fuente. Pero observe cuidadosamente que la polaridad del voltaje de carga vo es opuesta a la que se muestra en el diagrama del circuito. Por lo tanto, vo se supone negativo. Veamos ahora cuál es el estado de la corriente de carga io. Puede verse que io fluye en la dirección opuesta a la que se muestra en el diagrama del circuito y, por lo tanto, es negativa.

Ahora, cuando se apaga CH3, la corriente de carga negativa rueda libre a través de CH2 y D4. De esta manera, tanto vo como io son negativos. Por lo tanto, el helicóptero opera en el tercer cuadrante.

Operación del Cuarto Cuadrante:

Para obtener la operación del cuarto cuadrante, se opera CH4 mientras se mantienen apagados CH1, CH2 y CH3. La polaridad de la fem de carga E debe invertirse en este caso también como en la operación del tercer cuadrante.

Cuando CH4 está encendido, la corriente positiva fluye a través de CH4, D2, L y E. La inductancia L almacena energía durante el tiempo que CH4 está encendido. Cuando CH4 se desactiva, la corriente se retroalimenta a la fuente a través de los diodos D2, D3. Aquí el voltaje de carga es negativo pero la corriente de carga siempre es positiva. Esto lleva a la operación del helicóptero en el cuarto cuadrante. Aquí, la energía se retroalimenta a la fuente desde la carga y el interruptor actúa como un interruptor elevador.

El funcionamiento de un picador de cuatro cuadrantes o un picador Clase E se resume en la siguiente figura.