Przerywacz prądu stałego to układ energoelektroniczny służący do przekształcania napięcia stałego na napięcie stałe o innej wartości średniej. Nazywa się go też przekształtnikiem DC/DC lub chopperem.
W najprostszym układzie element półprzewodnikowy, np. tranzystor, tyrystor GTO lub inny łącznik elektroniczny, okresowo załącza i wyłącza zasilanie odbiornika. Dzięki temu na wyjściu uzyskuje się napięcie impulsowe, którego wartość średnia zależy od czasu załączenia.
Jak rozpoznać przerywacz prądu stałego na schemacie?
Typowe cechy układu:
- wejście zasilane napięciem stałym, np. oznaczone jako
Ud, - element sterowany włączony szeregowo z odbiornikiem,
- odbiornik często ma charakter indukcyjny, np.
R-L, - obecna jest dioda swobodnego przepływu, gasząca przepięcia i podtrzymująca prąd cewki,
- prąd i napięcie wyjściowe pozostają wielkościami prądu stałego, choć mogą być pulsujące.
Zasada działania
Gdy łącznik jest załączony, energia ze źródła jest przekazywana do odbiornika. Gdy łącznik zostaje wyłączony, prąd indukcyjności nie może nagle zaniknąć, dlatego płynie przez diodę swobodnego przepływu.
Dla idealnego przerywacza obniżającego napięcie wartość średnią napięcia wyjściowego można opisać zależnością:
Uo ≈ D · Ud
gdzie:
Uo— średnie napięcie wyjściowe,Ud— napięcie wejściowe stałe,D— współczynnik wypełnienia impulsów.
Różnica względem innych układów
Przerywacz prądu stałego nie jest prostownikiem ani falownikiem. Prostownik zamienia prąd przemienny na stały, a falownik zamienia prąd stały na przemienny. Przerywacz pracuje w torze DC/DC, czyli przekształca jedną postać napięcia stałego na inną wartość napięcia stałego.