ఛాపర్ సర్క్యూట్లకు సంక్షిప్త పరిచయం

సాంకేతిక పరికరాల ఆవిష్కరణ మరియు ఉపయోగం పెరుగుతున్నందున, మన అవసరం విద్యుత్ కూడా పెరుగుతోంది. నిరంతర విద్యుత్ అవసరాన్ని తీర్చడానికి వివిధ పద్ధతులు మరియు వ్యవస్థలు ప్రవేశపెడుతున్నాయి. మేము ఉపయోగించే గాడ్జెట్లు మరియు పరికరాలలో, కొన్ని శక్తిని కలిగి ఉంటాయి ఎసి కరెంట్ కొన్ని DC శక్తితో ఉంటాయి. అన్ని పరికరాలకు పనిచేయడానికి ఒకే రకమైన శక్తి అవసరం లేదు. కానీ ప్రధాన విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా గృహాలకు ఇచ్చే శక్తి ఎసి మరియు నిర్ణీత మొత్తం 240 వి. DC కరెంట్‌లో పనిచేసే పరికరాలను ఆపరేట్ చేయడానికి కొన్ని కన్వర్టర్లు అవసరం. 240 వి సరఫరా నుండి అవసరమైన కొద్దిపాటి శక్తిని మాత్రమే ఉపయోగించటానికి ఛాపర్ సర్క్యూట్ యొక్క మరొక రకం సర్క్యూట్ అవసరం.

ఛాపర్ సర్క్యూట్ అంటే ఏమిటి?

ఛాపర్ సర్క్యూట్లను అంటారు DC నుండి DC కన్వర్టర్లు . ఎసి సర్క్యూట్ యొక్క ట్రాన్స్ఫార్మర్ల మాదిరిగానే, ఛాపర్స్ పైకి మరియు DC శక్తిని తగ్గించడానికి ఉపయోగిస్తారు. అవి స్థిర DC శక్తిని వేరియబుల్ DC శక్తిగా మారుస్తాయి. వీటిని ఉపయోగించి, పరికరాలకు సరఫరా చేయబడిన DC శక్తిని అవసరమైన మొత్తానికి సర్దుబాటు చేయవచ్చు.

ఛాపర్ సర్క్యూట్

ఆపరేషన్ సూత్రం

ఛాపర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రాన్ని దిగువ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం నుండి అర్థం చేసుకోవచ్చు. సర్క్యూట్ a కలిగి ఉంటుంది సెమీకండక్టర్ డయోడ్ , రెసిస్టర్ మరియు లోడ్. అన్ని రకాల ఛాపర్ సర్క్యూట్ కోసం, సర్క్యూట్లో ఉపయోగించే స్విచ్లను ఆవర్తన మూసివేత మరియు తెరవడం ద్వారా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ విలువ నియంత్రించబడుతుంది.

ఛాపర్‌ను ఆన్ / ఆఫ్ స్విచ్‌గా చూడవచ్చు, ఇది కనెక్షన్‌ను లోడ్ చేయడానికి మూలాన్ని వేగంగా కనెక్ట్ చేస్తుంది లేదా డిస్‌కనెక్ట్ చేస్తుంది. నిరంతర DC ఛాపర్కు Vs గా మూలంగా ఇవ్వబడుతుంది మరియు తరిగిన DC లోడ్ అంతటా V0 గా పొందబడుతుంది.

అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత తరంగ రూపాలు

ఛాపర్ సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత తరంగ రూపాలు పైన ఉన్నాయి. వోల్టేజ్ తరంగ రూపం నుండి, T కాలంలో చూడవచ్చు_పైలోడ్ వోల్టేజ్ V0 మూలం వోల్టేజ్ Vs. కు సమానం. కానీ విరామం టి_ఆఫ్సంభవిస్తుంది, DC వోల్టేజ్ దశ సున్నాకి తగ్గుతుంది, తద్వారా లోడ్ షార్ట్-సర్క్యూట్ అవుతుంది.

అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత తరంగ రూపాలు

ప్రస్తుత తరంగ రూపంలో, T విరామం సమయంలో చూడవచ్చు_పైలోడ్ కరెంట్ గరిష్ట విలువకు పెరుగుతుంది. విరామం సమయంలో టి_ఆఫ్, లోడ్ కరెంట్ క్షీణిస్తుంది. టిలో_ఆఫ్ఛాపర్ ఆపివేయబడిన పరిస్థితి, లోడ్ వోల్టేజ్ సున్నా అవుతుంది. కానీ లోడ్ కరెంట్ డయోడ్ ఎఫ్‌డి ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, తద్వారా లోడ్ షార్ట్ సర్క్యూట్ అవుతుంది.

అందువలన, తరిగిన DC వోల్టేజ్ లోడ్ వద్ద ఉత్పత్తి అవుతుంది. ప్రస్తుత తరంగ రూపం నిరంతరంగా ఉంటుంది, ఇది T సమయంలో పెరుగుతుంది_పైT సమయంలో రాష్ట్రం మరియు క్షయం_ఆఫ్రాష్ట్రం.

ఛాపర్ యొక్క వర్గీకరణ

వాటి ఆపరేషన్ సూత్రం ఆధారంగా మరియు సోర్స్ వోల్టేజ్ ఛాపర్ రకం వివిధ రకాలు. ఛాపర్ యొక్క ప్రధాన వర్గీకరణ DC ఛాపర్ మరియు AC లింక్ ఛాపర్. మార్పిడి ప్రక్రియ ఆధారంగా వాటిని సహజ కమ్యుటేటెడ్ ఛాపర్ మరియు బలవంతంగా కమ్యుటేటెడ్ ఛాపర్ అని వర్గీకరించారు.

బలవంతంగా మార్చబడిన ఛాపర్‌ను జోన్స్ ఛాపర్, మోర్గాన్ ఛాపర్ అని వర్గీకరించారు. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ విలువల ఆధారంగా ఛాపర్స్ ఛాపర్ డౌన్ స్టెప్, స్టెప్ అప్ ఛాపర్, స్టెప్-అప్ / డౌన్ ఛాపర్ గా వర్గీకరించబడ్డాయి. మారే సమయంలో సంభవించిన విద్యుత్ నష్టం ఆధారంగా ఛాపర్లను హార్డ్ స్విచ్డ్ మరియు సాఫ్ట్ స్విచ్డ్ గా వర్గీకరిస్తారు.

1). ఎసి లింక్ ఛాపర్

ఛాపర్ యొక్క ఈ వర్గీకరణలో, వోల్టేజ్ విలోమం జరుగుతుంది. ఇక్కడ DC వోల్టేజ్ ఇన్వర్టర్ సహాయంతో AC గా మార్చబడుతుంది. ఇప్పుడు ఈ ఎసి స్టెప్-డౌన్ లేదా స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ల ద్వారా పంపబడుతుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ల నుండి అవుట్పుట్ మళ్ళీ రెక్టిఫైయర్ ద్వారా DC గా మార్చబడుతుంది. ఎసి లింక్ ఛాపర్లు చాలా స్థూలంగా ఉంటాయి మరియు పెద్ద మొత్తంలో స్థలాన్ని ఆక్రమిస్తాయి.

2) .డిసి ఛాపర్

DC ఛాపర్ పనిచేస్తుంది DC వోల్టేజ్ . ఇవి స్టెప్ అప్ గా పనిచేస్తాయి మరియు డిసి వోల్టేజ్ పై ట్రాన్స్ఫార్మర్లను డౌన్ చేస్తాయి. వారు స్థిరమైన స్థిరమైన DC వోల్టేజ్‌ను వాటి రకాన్ని బట్టి అధిక విలువకు లేదా తక్కువ విలువకు మార్చగలరు.

DC ఛాపర్లు మరింత సమర్థవంతమైన, వేగం మరియు ఆప్టిమైజ్ చేసిన పరికరాలు. ఎలక్ట్రానిక్ చిప్‌లలో వీటిని చేర్చవచ్చు. ఇవి DC వోల్టేజ్‌పై సున్నితమైన నియంత్రణను అందిస్తాయి.

వివిధ రకాల ఛాపర్ సర్క్యూట్లు

ఛాపర్లను వర్గీకరించే ప్రధాన అంశం ఛాపర్ సర్క్యూట్లో ఉపయోగించే సెమీకండక్టర్. ఈ సెమీకండక్టర్ యొక్క స్థానం ఆధారంగా, నాలుగు క్వాడ్రంట్ పరిస్థితులలో దేనినైనా పని చేయడానికి ఛాపర్లను తయారు చేయవచ్చు. ఆపరేషన్ ఛాపర్స్ యొక్క క్వాడ్రంట్‌ను బట్టి టైప్ ఎ, బి, సి, డి మరియు ఇగా వర్గీకరించబడతాయి

• టైప్ ఎ ఛాపర్ మొదటి క్వాడ్రంట్లో పనిచేస్తుంది. ఈ ఛాపర్లో, వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ రెండూ సానుకూలంగా ఉంటాయి మరియు ఒకే దిశలో ప్రవహిస్తాయి. మూలం నుండి లోడ్ వరకు శక్తి మరియు సగటు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ DC వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
• టైప్ బి ఛాపర్ రెండవ క్వాడ్రంట్లో పనిచేస్తుంది. ఇక్కడ లోడ్ వోల్టేజ్ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు కరెంట్ ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. శక్తి లోడ్ నుండి మూలానికి ప్రవహిస్తుంది. ఈ ఛాపర్‌ను స్టెప్-అప్ ఛాపర్ అని కూడా అంటారు.
• టైప్ ఎ మరియు టైప్ బి ఛాపర్స్ యొక్క సమాంతర కనెక్షన్ ద్వారా టైప్ సి ఛాపర్ ఏర్పడుతుంది.
• టైప్ డి ఛాపర్ రెండు క్వాడ్రంట్ రకం బి ఛాపర్ మరియు టైప్ ఇ ఛాపర్ నాల్గవ ప్రవణత ఛాపర్.

స్టెప్ అప్ ఛాపర్

స్టెప్-అప్ ఛాపర్ DC కరెంట్‌లో స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌గా పనిచేస్తుంది. అవుట్పుట్ DC వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా చేయవలసి వచ్చినప్పుడు ఈ ఛాపర్ ఉపయోగించబడుతుంది.

పై రేఖాచిత్రం నుండి స్టెప్ అప్ ఛాపర్ యొక్క పని సూత్రాన్ని వివరించవచ్చు. సర్క్యూట్లో, ఒక పెద్ద ప్రేరక L. సిరీస్‌లో సరఫరా వోల్టేజ్‌కి అనుసంధానించబడి ఉంది. కెపాసిటర్ లోడ్కు నిరంతర అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను నిర్వహిస్తుంది. డయోడ్ లోడ్ నుండి మూలానికి ప్రవాహాన్ని నిరోధిస్తుంది.

ఛాపర్ స్టెప్ అప్

ఛాపర్ ఆన్‌లో ఉన్నప్పుడు, లోడ్‌కు సరఫరా వోల్టేజ్ VS వర్తించబడుతుంది .i.e. V0 = VS మరియు ప్రేరక శక్తిని నిల్వ చేయడం ప్రారంభిస్తుంది. ఈ స్థితిలో లోడ్ కరెంట్ ఇమిన్ నుండి ఇమాక్స్ వరకు పెరుగుతుంది.

ఛాపర్ ఆఫ్ చేయబడినప్పుడు, సరఫరా వోల్టేజ్ L - D - లోడ్ - VS నుండి మార్గాన్ని తీసుకుంటుంది. ఈ కాలంలో ఇండక్టర్ నిల్వ చేసిన e.m.f ను డయోడ్ D ద్వారా లోడ్‌కు విడుదల చేస్తుంది. అందువల్ల లోడ్ V0 = VS + Ldi / dt వద్ద ఉన్న మొత్తం వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువ. ఐమాక్స్ నుండి ఇమిన్‌కు ప్రస్తుత మార్పులు.

ఛాపర్ కరెంట్ వేవ్‌ఫార్మ్‌ను పెంచండి

ఛాపర్ సమీకరణాలను పెంచండి

స్టెప్-అప్ ఛాపర్‌ను బూస్ట్ ఛాపర్స్ అని కూడా అంటారు. స్టెప్ అప్ ఛాపర్స్ యొక్క అనువర్తనాల్లో బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ మరియు వోల్టేజ్ బూస్టర్ ఉన్నాయి.

ఛాపర్ యొక్క అనువర్తనాలు

ఇన్ వంటి అనేక అనువర్తనాల కోసం DC నుండి DC కన్వర్టర్లు వర్తించబడతాయి

• స్విచ్ మోడ్ విద్యుత్ సరఫరా సిస్టమ్.
• DC మోటారులలో స్పీడ్ కంట్రోలర్లుగా.
• DC వోల్టేజ్ బూస్టర్లు.
• బ్యాటరీ ఛార్జర్లు.
• రైల్వే వ్యవస్థలు.
• ఎలక్ట్రిక్ కార్లు మొదలైనవి…

సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ సిస్టమ్స్‌లో కూడా ఛాపర్స్ ఉపయోగించబడతాయి. ఛాపర్స్‌లో, పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్, ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్, వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ, వేరియబుల్ పల్స్ వెడల్పు, సిఎల్‌సి కంట్రోల్ వంటి అనేక విభిన్న పద్ధతులను ఉపయోగించి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను నియంత్రించవచ్చు. ఈ పద్ధతుల్లో ఏది సమర్థవంతంగా కనుగొనబడుతుంది ఛాపర్ సర్క్యూట్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్‌లో?