초퍼 회로, 제어(Chopper 制御)

초퍼 제어(Chopper 制御)란, 전류의 ON-OFF를 반복하는 것을 통해 직류 또는 교류의 전원으로부터 실효가로서 임의의 전압이나 전류를 인위적으로 만들어 내는 전원 회로의 제어 방식이다. 주로 전동차용 주전동기의 제어나 직류 안정화 전원(AC 어댑터) 등에 이용된다.

초퍼라는 단어 처럼 회로를 잘게 썬다.(전원을 매우 짧은 주기로 ON./OFF 시킴으로써 잘게 썰어 공급하여 임의의 전원과 전류를 공급)하는 기술이다. 기존의 저항을 통한 전원 제어법에 비해 손실과 발열이 적어 무척 효율적이고 전력의 제어성이 우수하기 때문에 전동기 제어나 DC-DC컨버터, AC-DC 어댑터 등 여러 분야에서 대단히 광범위하게 쓰이며 현대 전원장치의 근간을 이루는 기술 중 하나이다.

 

초퍼제어는 입출력이 DC, AC를 가리지 않는다. 하지만 흔히 AC전원의 변압은 변압기, DC 변환의 정류 회로라는 단순하고 훌륭한 수단이 있기 때문에 특별한 경우가 아니면 초퍼를 동원하지 않는다. 굳이 초퍼라는 단어가 붙는다면 DC 전원으로 뭔가를 하는, 특히 DC-DC 구성의 장비가 대부분이다. 

 

Variable Voltage Variable Frequency / VVVF

- VVVF와의 차이점을 알아두어야한다. 초퍼제어는 전원을 초핑하여(짧은 시간 ON/OFF) 사용한다는 의미이고, VVVF는 교류를 출력할 때 전압과 주파수를 어떤 방법으로든 자유롭게 만들어낼 수 있다는 의미이다. 

 

다른 명칭

- 스위칭 : 직류 입력 직류 출력의 경우.

- 정류기 : 교류 입력 직류 출력의 경우.

- 교류 초퍼 : 교류 입력 교류 출력의 경우. 

 

특징

 저항제어에 비해, 열에 의한 에너지의 손실이 적다. 제어 소자로는 사이리스터 등을 이용한다. 특히 전동차의 경우 전기 제동시 발생하는 에너지를 전력선으로 돌려보내는 회생 제동의 사용이 완벽하게 가능하다는 것이 특징이다. 

ON-OFF를 반복하는 것으로 인해 노이즈가 발생하기 때문에, 안정화 전원 등에서는 2중 노이