Różnica między przetwornicą napięcia a transformatorem

Kluczowa różnica - przetwornik napięcia vs transformator
 

W praktyce napięcie jest dostarczane z wielu źródeł różnicowych, często z sieci. Te źródła napięcia, zarówno AC, jak i DC, mają określoną lub standardową wartość napięcia (na przykład 230 V w sieci prądu przemiennego i 12 V prądu stałego w akumulatorze samochodowym). Jednak urządzenia elektryczne i elektroniczne tak naprawdę nie działają przy tych konkretnych napięciach; są przystosowane do pracy na tym napięciu metodą konwersji napięcia w zasilaczu. Konwertery napięcia i transformatory są dwoma rodzajami metod, które wykonują tę konwersję napięcia. Kluczowa różnica między przetwornicą napięcia a transformatorem jest taka transformator może przetwarzać tylko napięcia przemienne natomiast konwertery napięcia są przeznaczone do konwersji między obydwoma rodzajami napięć.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest transformator
3. Co to jest konwerter napięcia
4. Porównanie obok siebie - przetwornica napięcia vs transformator w formie tabeli
5. Podsumowanie

Co to jest transformator?

Transformator przekształca zmienne w czasie napięcie, zwykle sinusoidalne napięcie przemienne. Działa na zasadzie indukcji elektromagnetycznej.

Rysunek 01: Transformator

Jak pokazano na powyższym rysunku, dwie przewodzące (zwykle miedziane) cewki, pierwotne i wtórne, są owinięte wokół wspólnego rdzenia ferromagnetycznego. Zgodnie z prawem indukcyjnym Faradaya zmienne napięcie na cewce pierwotnej wytwarza zmienny w czasie prąd, który biegnie wokół rdzenia. Powoduje to wytwarzanie zmiennego w czasie pola magnetycznego, a strumień magnetyczny jest przenoszony przez rdzeń do cewki wtórnej. Zmienny strumień generuje zmienny w czasie prąd w cewce wtórnej, aw konsekwencji zmienne w czasie napięcie na cewce wtórnej.

W idealnej sytuacji, w której nie występuje utrata mocy, moc wejściowa po stronie pierwotnej jest równa mocy wyjściowej po stronie wtórnej. A zatem,

ja_pV._p = Ja_sV._s

Również,

ja_p/JA_s = N_s/ N_p

Dzięki temu współczynnik konwersji napięcia jest równy stosunkowi liczby zwojów.

V._sV._p = N_s/ N_p

Na przykład transformator 230 V / 12 V ma stosunek obrotów 230/12 pierwotny do wtórnego.

Podczas przesyłania energii generowane napięcie w elektrowni powinno zostać zwiększone, aby prąd przesyłowy był niski, a tym samym niskie straty mocy. W podstacjach i stacjach dystrybucyjnych napięcie obniża się do poziomu dystrybucji. W aplikacji końcowej, takiej jak żarówka LED, napięcie sieciowe należy przekształcić na około 12–5 V DC. Transformatory podwyższające i transformatory obniżające służą do podnoszenia i obniżania napięcia strony pierwotnej odpowiednio do wtórnej.

Co to jest konwerter napięcia?

Konwersję napięcia można przeprowadzić w wielu postaciach, takich jak prąd przemienny na prąd stały, prąd stały na prąd przemienny, prąd przemienny na prąd przemienny i prąd stały na prąd stały. Jednak przetworniki DC na AC są zwykle nazywane falownikami. Niemniej jednak wszystkie te konwertery i falowniki nie są jednostkami jednoskładnikowymi, takimi jak transformatory, ale są obwodami elektronicznymi. Są one używane jako różne zasilacze.

Konwertery AC na DC

Są to najczęściej spotykane typy przetwornic napięcia. Są one stosowane w zasilaczach wielu urządzeń do przekształcania napięcia sieciowego prądu przemiennego na napięcie stałe dla obwodów elektronicznych.

Konwerter prądu stałego na prąd przemienny lub falownik

Są one najczęściej stosowane w rezerwowym wytwarzaniu energii z baterii akumulatorów i słonecznych systemów fotowoltaicznych. Napięcie prądu stałego paneli fotowoltaicznych lub akumulatorów jest odwracane do napięcia prądu przemiennego w celu zasilenia sieci elektrycznej domu lub budynku komercyjnego.

Rysunek 02: Prosty konwerter prądu stałego na prąd przemienny

Konwerter AC na AC

Ten typ przetwornika napięcia jest używany jako adapter podróżny; są również stosowane w zasilaczach urządzeń wykonanych dla wielu krajów. Ponieważ niektóre kraje, takie jak USA i Japonia, używają 100–120 V w sieci krajowej, a inne, np. Wielka Brytania, Australia używają 220–240 V, producenci urządzeń elektronicznych, takich jak telewizory, pralki itp., Używają tego typu przetworników napięcia do zmiany napięcia sieci do odpowiedniego napięcia prądu przemiennego przed zamianą na prąd stały w systemie. Podróżni podróżujący z jednego kraju do drugiego mogą potrzebować adapterów podróżnych dla różnych krajów, aby ich laptopy i ładowarki mobilne dostosowały się do napięcia sieciowego hrabstwa.

Konwerter DC na DC

Ten typ przetworników napięcia jest stosowany w zasilaczach samochodowych do zasilania ładowarek mobilnych i innych układów elektronicznych akumulatora pojazdu. Ponieważ bateria zwykle wytwarza 12 V prądu stałego, urządzenia mogą wymagać zmiany napięcia z 5 V na 24 V prądu stałego w zależności od wymagań.

Topologia zastosowana w tych konwerterach i falownikach może się różnić między sobą. Tam mogą również używać transformatorów do konwersji wysokiego napięcia na niższe. Na przykład w liniowym zasilaczu prądu stałego na wejściu stosowany jest transformator w celu obniżenia sieci prądu przemiennego do pożądanego poziomu. Ale są też aplikacje beztransformatorowe. W topologii beztransformatorowej napięcie prądu stałego (z wejścia lub z prądu przemiennego) jest włączane i wyłączane, aby uzyskać impulsowy sygnał DC o wysokiej częstotliwości. Współczynnik czasu włączenia i wyłączenia określa poziom napięcia wyjściowego prądu stałego. Można to uznać za transformację stopniową. Ponadto do konwersji tego pulsującego napięcia stałego na pożądane wyższe lub niższe napięcie stosuje się konwertery buck, konwertery boost i buck-boost. Tego typu konwertery są wyłącznie obwodami elektronicznymi składającymi się z tranzystorów, cewek i kondensatorów.

Jednak konstrukcje stosowane w obwodach beztransformatorowych i zasilaczach impulsowych, które wykorzystują stosunkowo mniejsze transformatory, są tańsze w produkcji. Co więcej, ich wydajność jest wyższa, a rozmiar i waga są mniejsze.

Jaka jest różnica między przetwornicą napięcia a transformatorem?

Konwerter napięcia vs transformator
Istnieją różne rodzaje przetworników napięcia do wykonywania konwersji między napięciem stałym i zmiennym.	Transformatory służą wyłącznie do przekształcania napięć przemiennych; nie mogą działać w prądzie stałym.
składniki
Przetwornice napięcia to układy elektroniczne, czasami wyposażone również w transformatory.	Transformatory składają się z cewek miedzianych, zacisków i rdzeni ferrytowych; jest to samodzielne urządzenie.
Zasada działania
Większość przetwornic napięcia działa na zasadach elektronicznych i przełączaniu półprzewodników.	Podstawową zasadą działania transformatora jest elektromagnetyzm.
Wydajność
Przetwornice napięcia mają stosunkowo wyższą sprawność ze względu na niskie wytwarzanie ciepła podczas przełączania półprzewodników.	Transformatory są mniej wydajne, ponieważ ponoszą szereg strat mocy, w tym wysokie wytwarzanie ciepła z powodu miedzi.
Aplikacje
Przetwornice napięcia są najczęściej stosowane w urządzeniach przenośnych, takich jak zasilacze, ładowarki podróżne itp., Ponieważ są lżejsze i mniejsze.	Transformatory są stosowane w wielu aplikacjach, nawet w przetwornicach napięcia. Jeśli jednak mają zostać przetworzone wyższe napięcia, należy zastosować duże transformatory.

Podsumowanie - przetwornica napięcia a transformator

Transformatory i przetwornice napięcia są dwoma rodzajami urządzeń przekształtnikowych. Podczas gdy transformator jest samodzielnym pojedynczym urządzeniem, przekształtniki napięcia są obwodami elektronicznymi składającymi się z półprzewodników, cewek, kondensatorów, a czasem nawet transformatorów. Przetworniki napięcia mogą być używane z wejściem prądu stałego lub przemiennego do konwersji ich na prąd przemienny lub stały. Ale transformatory mogą mieć tylko napięcie wejściowe prądu przemiennego. Jest to główna różnica między przetwornicą napięcia a transformatorem.

Pobierz wersję PDF konwertera napięcia kontra transformator

Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać go do celów offline zgodnie z cytatami. Pobierz wersję PDF tutaj Różnica między przetwornicą napięcia a transformatorem.

Odniesienie:

1. „Transformator”. Wikipedia. Fundacja Wikimedia, 7 czerwca 2017 r. Internet. Dostępny tutaj. 13 czerwca 2017 r.
2. „Konwerter napięcia”. Wikipedia. Fundacja Wikimedia, 23 kwietnia 2017 r. Internet. Dostępny tutaj. 13 czerwca 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Transformer3d col3” Autor: BillC z angielskojęzycznej Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Konwerter AC-DC” Autor: Xorx77 z angielskiej Wikipedii - przeniesiony z en.wikipedia na Commons przez Closedmouth. (Domena publiczna) przez Commons Wikimedia