4.3.5. Elección del tipo de chopper
Seleccionar el modo del chopper correcto es una consideración importante, ya que éste afecta a la estabilidad del sistema así como la disipación (por efectos térmicos). La tabla 4.7. muestra una comparación relativa de los diferentes modos de chopper, para frecuencia de chopper, corriente por el motor y la inductancia de motor fijas.
Modo chopper
| Corriente rizado
| Disipación en motor
| Disipación en puente
| Corriente mínima
|
| Inhibición | alta | alta | alta | muy baja |
| Una fase | baja | baja | muy baja | baja |
| Dos fases | alta | baja | baja | ipp/2 |
Tabla 4.7. Comparación de los diferentes tipos de chopper.
4.3.5.1. Corriente de rizado
La variación de la corriente va en relación directa al voltaje aplicado al bobinado, que viene determinado por la ecuación:
La corriente de rizado viene determinada en primer lugar por la frecuencia de conmutación y en segundo, por la tensión aplicada al bobinado. Cuando el bobinado es alimentado, la tensión aplicada es la de la fuente de alimentación menos la caída de tensión en bornes de los transistores de potencia del driver, (mirar el apartado 4.3.4.). Por otra parte la tensión en el bobinado durante el periodo de recirculación depende del modo de chopper seleccionado.
Cuando se selecciona el modo de chopper por inhibición o dos fases, la tensión aplicada al bobinado durante la recircualción, es la tensión de alimentación menos la caída de tensión en los diodos o en los transistores (caída directa en un bipolar o la tensión R*I si se utiliza un DMOS). En este caso la pendiente de la corriente decae rápidamente, por lo que el rizado de ésta es mas grande.
Cuando se usa el chopper de una fase, la tensión en el bobinado durante la recirculación es la tensión de saturación del interruptor de potencia (Vsat para un bipolar y I*RDS ON para un DMOS) mas la caída en el diodo. En este caso la corriente decae muy lentamente, por lo que la pendiente y el rizado de esta son muy pequeños si se compara con el caso anterior.
4.3.5.2. Pérdidas en el motor
Las pérdidas en el motor incluyen las pérdidas (I2*R) de la resistencia del bobinado y las pérdidas parásitas derivadas de la corriente. El último grupo, las pérdidas parásitas, generalmente se incrementa cuando se aumenta la corriente de rizado y la frecuencia. Las técnicas de conmutación que tienen corriente de rizado altas provocan altas pérdidas en el motor, afectando directamente a la temperatura de éste, éstas son, el chopper por inhibición y el chopper de dos fases. Generalmente para obtener pérdidas pequeñas en el motor se usa el chopper por fase.
4.3.5.3. Disipación en el puente
Las perdidas en la conducción se derivan de la tensión de saturación de los elementos de potencia, y en función de la intensidad que circula por éstos, así como el tiempo de la conducción. La intensidad y la caída de tensión en el transistor son parámetros fijos, que no dependen del tipo de chopper, pero el tiempo de la conducción si que está en función del tipo de chopper utilizado.
En el chopper por inhibición, la corriente de recirculación cae rápidamente. Si el período se mantiene constante, el tiempo de conducción es elevado, por lo que las pérdidas de potencia en el driver con este sistema son altas.
Mientras que en el chopper por fase, la corriente decae lentamente, de manera que la mayor parte del tiempo de un período es la recirculación de la corriente, y en menor proporción la conducción. Por lo tanto, las pérdidas de potencia en este sistema son inferiores que las que se producen en el chopper por inhibición. Esto se puede observar comparando las formas de onda de la corriente por el bobinado para ambos casos, situadas en las figuras 4.37. y 4.39.
