Chopper de cuatro cuadrantes o Chopper de clase E

<p>Un helic贸ptero de cuatro cuadrantes es un helic贸ptero que puede funcionar en los cuatro cuadrantes. La energ铆a puede fluir de la fuente a la carga o de la carga a la fuente en este helic贸ptero. En el primer cuadrante, un helic贸ptero Clase-E act煤a como un helic贸ptero reductor, mientras que en el segundo cuadrante se comporta como un helic贸ptero elevador. Este tipo de helic贸ptero tambi茅n se conoce como helic贸ptero Clase-E o Tipo-E. Este art铆culo describe el principio de funcionamiento y el funcionamiento del helic贸ptero de clase E con la ayuda del diagrama del circuito.

Índice de contenidos

Principio de funcionamiento/funcionamiento del helic贸ptero de clase E:

El circuito de un helic贸ptero de cuatro cuadrantes o helic贸ptero de clase E consta b谩sicamente de cuatro semiconductor cambia CH1 a CH4 y cuatro diodos D1 a D4. Los cuatro diodos est谩n conectados en antiparalelo. El diagrama de circuito de este tipo de chopper se muestra a continuaci贸n.

Diagrama del circuito del chopper de clase E

En el diagrama de circuito anterior, los interruptores est谩n numerados de CH1 a CH4. Para la operaci贸n del primer cuadrante, CH1 se activa, para la operaci贸n del segundo cuadrante, CH2 se activa y as铆 sucesivamente. Para comprender mejor el funcionamiento del helic贸ptero de cuatro cuadrantes, analizaremos su funcionamiento por separado para cada cuadrante.

Operaci贸n del primer cuadrante:

Para la operaci贸n del primer cuadrante, CH4 se mantiene encendido, CH3 se mantiene apagado y se opera CH1. Cuando tanto CH1 como CH4 est谩n encendidos simult谩neamente, la carga se conecta directamente a la fuente y, por lo tanto, el voltaje de salida se vuelve igual al voltaje de la fuente. B谩sicamente, esto significa que vo = vs. Puede notarse que la corriente de carga fluye de la fuente a la carga como lo muestra la direcci贸n de io.

Cuando CH1 est谩 APAGADO, la corriente de carga rueda libre a trav茅s de CH4 y D2. Durante este per铆odo, 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 operaci贸n del chopper est谩 en el primer cuadrante. Cabe se帽alar que, en este caso, el helic贸ptero Clase-E funciona como un helic贸ptero reductor.

Operaci贸n del segundo cuadrante:

Para obtener la operaci贸n del segundo cuadrante, se opera CH2 mientras se mantienen apagados CH1, CH3 y CH4. Cuando CH2 est谩 encendido, la fuente de CC en la carga impulsa la corriente a trav茅s de CH2, D4, E y L. El inductor L almacena energ铆a durante el per铆odo de encendido de CH2.

Cuando CH2 se apaga, la corriente se retroalimenta a la fuente a trav茅s de D1, D4. Cabe se帽alar 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 operaci贸n del segundo cuadrante del chopper. Dado que la corriente se retroalimenta a la fuente, esto simplemente significa que la carga est谩 transfiriendo energ铆a a la fuente. Por favor, lea Step-up chopper para un an谩lisis detallado y una mejor comprensi贸n.

Para la operaci贸n del segundo cuadrante, la carga debe contener fem E como se muestra en el diagrama del circuito. En el segundo cuadrante, la configuraci贸n funciona como un helic贸ptero elevador.

Operaci贸n del tercer cuadrante:

Para obtener la operaci贸n 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 direcci贸n coincide con lo que se muestra en el diagrama del circuito. Si la direcci贸n 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 operaci贸n en el tercer cuadrante. A continuaci贸n se muestra el diagrama de circuito del chopper Clase-E para la operaci贸n del tercer cuadrante.

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Polaridad de Carga fem E invertida

Para la operaci贸n del tercer cuadrante, CH1 se mantiene apagado, CH2 se mantiene encendido y CH3 se opera. Cuando CH3 est谩 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 cu谩l es el estado de la corriente de carga io. Puede verse que io fluye en la direcci贸n 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 trav茅s de CH2 y D4. De esta manera, tanto vo como io son negativos. Por lo tanto, el helic贸ptero opera en el tercer cuadrante.

Operaci贸n del Cuarto Cuadrante:

Para obtener la operaci贸n 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 tambi茅n como en la operaci贸n del tercer cuadrante.

Cuando CH4 est谩 encendido, la corriente positiva fluye a trav茅s de CH4, D2, L y E. La inductancia L almacena energ铆a durante el tiempo que CH4 est谩 encendido. Cuando CH4 se desactiva, la corriente se retroalimenta a la fuente a trav茅s de los diodos D2, D3. Aqu铆 el voltaje de carga es negativo pero la corriente de carga siempre es positiva. Esto lleva a la operaci贸n del helic贸ptero en el cuarto cuadrante. Aqu铆, la energ铆a se retroalimenta a la fuente desde la carga y el interruptor act煤a como un interruptor elevador.

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

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