Bão, vamos lá tratar dos choppers ...
O conceito fundamental: choppers são fontes chaveadas, aplicados em drivers para motores de passo são configurados como fontes de corrente constante.
Pq utilizá-los em detrimento de soluções mais simples como as fontes de corrente constante lineares ?
Eficiência. E isso tem implicações não imediatamente aparentes, como veremos.
Como funciona um chopper ?
A coisa é bastante simples, para ilustrar vou usar o modelo do popular L297:
Para uma fonte de corrente constante precisamos de um meio para monitorar a corrente, evidentemente, e a maneira mais usual é colocar um resistor de baixo valor em série com o enrolamento do motor. A queda de tensão no resistor é diretamente proporcional à corrente que o percorre, que é exatamente a mesma do enrolamento.
Há um comparador que recebe de um lado o sinal do resistor sensor de corrente e do outro uma tensão de referência, que serve para determinar a corrente de operação.
Ao ser o enrolamento energizado, quase toda a tensão da fonte é aplicada a ele e a corrente começa a crescer, tão mais rapidamente quanto mais elevada for essa tensão. Quanto a tensão no resistor sensor de corrente igualar-se a da tensão de referência, o comparador provoca a desenergização do enrolamento, o qual é desconectado da fonte, desligado.
A corrente no enrolamento começa a decrescer, mas há um oscilador que periodicamente causa a re-energização do enrolamento e o ciclo se repete.
Temos então um constante liga/desliga que mantém uma corrente média no enrolamento muito próxima àquela determinada pela tensão de referência, o que configura uma fonte de corrente constante.
A operação dos transistores como chaves liga/desliga é o que garante a elevada eficiência do sistema. Como trabalham no corte, quando nenhuma corrente é conduzida, ou na saturação, quando a resistência do transistor é muito baixa, pouca potência é dissipada nos elementos de comutação, os transistores e quase toda a energia é utilizada na operação do motor. Esta é a grande vantagem dos choppers. Isto permite um driver compacto e leve, modesto quanto as exigências de arrefecimento e fonte.
Nas fontes lineares os transistores trabalham em estado intermediário, nunca completamete cortados, nem completamente saturados, comportam-se como resistores variáveis e dissipam um bocado de calor, ou seja desperdiçam a maior parte da energia, obrigando à utilização de dissipadores e ventoinhas, transistores mais parrudos e caros e em maior número, tudo fazendo o volume, peso, custo e consumo aumentarem.
Para motores do porte do omnipresente 23LM-C004, isto não é muito significativo, ainda é viável a utilização de fontes lineares, mas para motores maiores a diferença de peso e volume, custo e consumo não é nada desprezível.
A seguir vamos discutir alguns detalhes pouco discutidos e de modo geral mau compreendidos, particularmente a falácia do aumento da corrente proporcionalmente à velocidade, tema que deu início a este tópico.
Dúvidas ?
