روش تغییر نسبت تبدیل ترانسفورماتورها با استفاده از تپ قدمتی به اندازه خود ترانسفورماتور دارد.از دیرباز ترانسفورماتورهای دارای نسبت تبدیل متغییر با حدود مشخص در انتقال توان الکتریکی مورد استفاده بوده اند چرا که این ساده ترین راه کنترل سطح ولتاژ وتوان اکتیو وتوان راکتیو در شبکه های الکتریکی است. در بدو توسعه ترانسفورماتورها وجود تپ های متصل به بوشینگ ها در خارج از تانک ترانسفورماتور که بر اساس نیاز های شبکه استفاده می شدندکافی به نظر می رسید.یک روش ساده تر اتصال تب ها به کلید های تپ که امروزه تپ چنجرهای بدون بار یا خارج از مدار نامید می شوند بود.این تپ چنجر ها فقط هنگامی که ترانسفورماتور بی برق است امکان عمل دارند.واضح است که این وسیله ساده فقط اجازه می داد که گهگاهی نسبت تبدیل ترانسفورماتور اصلاح شود و امکان کنترل افت ولتاژ در اثر تغییرات بار شبکه میسر نبود.در آن زمان کنترل افت ولتاژ فقط در نیروگاه امکانپذیر بود.
جهت حل این مسئله تجهیزات کلید زنی نیازبودند که زیر بار یعنی بدون قطع جریان بار قابلیت تغییر تعداد دور ترانسفورماتور ها را داشته باشند.چنین تجهیزات کلید زنی که امروزه تپ چنجر های زیر بار نامیده می شوند بیش از ۷۰ سال قبل به صنعت ترانسفورماتور سازی معرفی شدند. در دهه ۱۹۲۰که مصرف توان الکتریکی سهم روبه رشدی داشت به دلیل نیاز بهم پیوستگی و توسعه شبکه های الکتریکی استفاده از تپ چنجر های زیر بار در سیستم قدرت به یک موضوع بسیار ضروری تبدیل گردید.رشد بسیار سریع سیستم های قدرت در عرض چندین سال راه حل های کاملا” قابل قبولی برای بهربرداری کارا و مطمئن از سیستم به ارمغان آورد و در عرض چند سال به دلیل افزایش پیوسته سطح ولتاژ انتقال وتوان منتقل شده رشد تپ چنجر های زیر بار سرعت گرفت.
معرفی تپ چنجر های زیر بار به شبکه قدرت بازدهدهی عملکرد سیستم های الکتریکی را به اندازه قابل توجهی بهبود بخشید و این روش مورد توجه جهانی قرار گرفت.امروزه به عنوان مثال در آلمان تقریبا” همه ترانسفورماتورهای قدرت نیروگاهی مجهز به تپ چنجر های زیر بار هستند.در کشورهای صنعتی دیگر نیز کاربرد تپ چنجر های زیر بار نیز قابل مقایسه با آلمان است.به طور کلی در صد ترانسفورماتور های مجهز به تپ چنجر های زیر بار با افزایش چگالی بار و بهم پیوستگی شبکه های الکتریکی افزایش می یابد.علاوه بر این یکی دیگر از کاربرد های مهم تپ چنجر های زیر بار استفاده از آنها در صنایع متالوژی و شیمیایی به عنوان واحد های تنظیم کننده ولتاژ در ترانسفورماتورهای فرآیند صنعتی است.
امروزه تکنولوژی ساخت تپ چنجر های زیر بار به چنان ارتقایی از نظر قابلیت اعتماد رسیده است که می توان با قطعیت بیان کرد که عمر میکانیکی آن قابل مقایسه با عمر ترانسفورماتور است. البته ممکن است استثنایی نیز در مورد ترانسفورماتور های صنایع فرآیندی وجود داشته باشد . ولی حتی در چنین کاربرد هایی نیز تجربه نشان می دهد که با نگهداری مناسب دستگاه می توان چندین میلیون عملکرد را از تپ چنجر زیر بار انتظار داشت.
طراحی باید به صورتی انجام شود که هنگام تغییر تپ تحت بار در مسیر اتصال تپ های ترانسفورماتور به پایانه خروجی متناظر جریان بار قطع نگردد.به عبارتی هنگام عمل انتقال جریان بار بین دو تپ مجاور این دو تب بایستی موقتا” به طور همزمان به پایانه خروجی متصل باشند .در این حال جهت جلوگیری از اتصال کوتاه سیم پیچی واقع شده بین این دو تپ امپدانس های انتقالی که می تواند مقاومت یا راکتور باشند درمدار جایگذاری می شوند.دو روش کلید زنی یا تغییر تپ که در گذشته ابداع شده و امروز مورد استفاده است اصل کلید زنی راکتوری با سرعت اهسته واصل کلید زنی مقاومتی با سرعت زیاد است.
امروزه هر دو روش در تپ چنجر های زیر بار با قابلیت اعتماد،مورد استفاده قرار می گیرند.نقطه شروع تپ چنجر های زیر بار راکتوری آمریکا بوده است اما در آلمان نیز ابداعاتی انجام شده است.از آنجایی که اصل کلید زنی راکتوری موجب اختلاف فاز ۹۰ درجه بین جریان سوئیچ شده و ولتاژ بازیابی که در طول کلید زنی به وجود می آید، می شود، لذا تپ چنجر زیر بار رآکتوری برای ولتاژپله های بالا چندان مناسب نمی باشد.علاوه بر این قیمت راکتورهای انتقالی با افزایش ولتاژ های پله به طرز قابل توجهی افزایش می یابد.لذا اصل کلید زنی راکتوری در طول سالها اهمیت قابل توجهی را که در ابتدای توسعه تپ چنجرها ی زیر بار داشت ، از دست داده است.
در اواخر دهه ۱۹۴۰اکثر سازنده های تپ چنجر های زیر بار تولید تپ چنحرهای زیر بار دارای چنین اصل کلید زنی را متوقف کردند.هر چند این روش هنوز در آمریکا به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد .
نوآوری دکتر جانسون در طراحی کلیدهای برگرداننده و یک انتخاب کننده تپ که به صورت یک طرح تثبیت شده ارائه شد،موجب تولید تپ چنجر های زیر بار مقاومتی با سرعت بالا گشت.
این روش دارای مزایای زیر می باشد:
۱)ولتاژ بازیافتی وجریان سوئیچ شده همفاز است
۲)خاموش کردن در صفر جریان امکانپذیر است
۳)مقاوت ها برای مدت کوتاهی طراحی می شوند،که باعث می شود در ولتاژها و توان های بالاتر با صرفه تر باشد. باوجود اینکه اصل راکتوری کارایی خود را نشان داده است اما کاربرد آن به ولتاژ های پایین محدود می شود.در حالیکه اصل مقاومتی در سیستم فشار قوی یا کاربرد های خاص نظیر ترانس سیستم های فشار قوی و…وترانسفورماتورهای جابه جا کننده فاز به کار میرود،ولی تپ چنجر های با اصل راکتوری در موارد بالا فقط با کمک ترانسفور ماتور افزاینده امکانپذیر می باشد، که آن هم به خاطر افزایش وزن و حجم وابعادومسائل اقتصادی قابل قبول نمی باشد.