Kulcskülönbség – feszültségátalakító vs transzformátor
A gyakorlatban a feszültséget számos különböző forrásból táplálják, gyakran a hálózati tápfeszültségről. Ezeknek a feszültségforrásoknak, akár váltakozó, akár egyenáramú, meghatározott vagy szabványos feszültségértékük van (például 230 V váltóáramú hálózatban és 12 V DC egy autó akkumulátorában). Az elektromos és elektronikus eszközök azonban nem igazán működnek ezeken a meghatározott feszültségeken; a tápegység feszültségátalakítási módszerével arra a feszültségre kényszerítik őket. A feszültségátalakítók és transzformátorok kétféle módszer, amelyek végrehajtják ezt a feszültségátalakítást. A fő különbség a feszültségátalakító és a transzformátor között az, hogy a transzformátor csak váltakozó feszültséget képes átalakítani, míg a feszültségátalakítók mindkét feszültségtípus közötti konvertálásra készültek.
Mi az a Transformer?
A transzformátor időben változó feszültséget alakít át, jellemzően szinuszos váltakozó feszültséget. Az elektromágneses indukció elvén működik.
01. ábra: Transzformátor
Amint az a fenti ábrán látható, két vezető (általában réz) tekercs, az elsődleges és a szekunder, egy közös ferromágneses mag köré van feltekerve. A Faraday-féle indukciós törvény szerint a primer tekercs változó feszültsége időben változó áramot hoz létre, amely a mag körül fut. Ez időben változó mágneses teret hoz létre, és a mágneses fluxus átkerül a magon keresztül a szekunder tekercsbe. Az időben változó fluxus időben változó áramot hoz létre a szekunder tekercsben, és ennek következtében időben változó feszültséget hoz létre a szekunder tekercsen.
Ideális helyzetben, amikor nem fordul elő teljesítményveszteség, a primer oldal bemeneti teljesítménye megegyezik a szekunder oldali kimeneti teljesítménnyel. Így
IpVp =IsVs
Is, Ip/Is=Ns/N p
Ezáltal a feszültség konverziós aránya egyenlő a fordulatok számával.
VsVp=Ns/Np
Például egy 230V/12V-os transzformátor fordulatszáma 230/12 primer és szekunder között.
Erőátvitelben az erőműben előállított feszültséget növelni kell, hogy az átviteli áram alacsony legyen, ezáltal a teljesítményveszteség alacsony legyen. Az alállomásokon és elosztóállomásokon a feszültséget az elosztó szintre csökkentik. Egy végfelhasználásnál, például egy LED izzónál, a hálózati váltakozó feszültséget körülbelül 12-5 V DC-re kell átalakítani. A primer oldali feszültség emelésére, illetve a szekunder oldali feszültség csökkentésére emelőtranszformátorok, illetve lecsökkentő transzformátorok szolgálnak.
Mi az a feszültségátalakító?
A feszültség konvertálása számos formában elvégezhető, például AC-DC, DC-AC, AC-AC és DC-DC. A DC-AC konvertereket azonban általában invertereknek nevezik. Mindazonáltal ezek az átalakítók és inverterek nem egykomponensű egységek, mint a transzformátorok, hanem elektronikus áramkörök. Ezeket különböző tápegységként használják.
AC–DC konverterek
Ezek a feszültségátalakítók leggyakoribb típusai. Ezeket számos készülék tápegységében használják a váltakozó áramú hálózati feszültség egyenfeszültséggé alakítására az elektronikus áramkörök számára.
DC-AC konverter vagy inverter
Ezeket többnyire tartalék áramtermelésre használják akkumulátorbankokból és napelemes napelemes rendszerekből. A PV panelek vagy akkumulátorok egyenfeszültségét váltakozó feszültségre fordítják, hogy táplálják a ház vagy egy kereskedelmi épület hálózati tápellátását.
02. ábra: Egyszerű DC-AC konverter
AC-AC konverter
Ez a típusú feszültségátalakító utazási adapterként használatos; több országra gyártott készülékek tápegységeiben is használatosak. Mivel egyes országok, például az Egyesült Államok és Japán 100-120 V-ot használnak a nemzeti hálózatban, míg mások, mint az Egyesült Királyság, Ausztrália 220-240 V-ot használnak, az elektronikus készülékek gyártói, mint a TV-k, mosógépek stb., ezt a típusú feszültségátalakítót használják a készülék feszültségének megváltoztatására. megfelelő váltakozó feszültségre, mielőtt a rendszerben egyenárammá alakítaná. Az egyik országból a másikba utazó utazóknak utazási adapterekre lehet szükségük a különböző országokhoz, hogy laptopjaikat és mobiltöltőiket alkalmazkodjanak a megye hálózati feszültségéhez.
DC-DC konverter
Az ilyen típusú feszültségátalakítókat a járművek hálózati adaptereiben használják mobiltöltők és egyéb elektronikus rendszerek járműakkumulátoron történő működtetésére. Mivel az akkumulátor általában 12 V egyenfeszültséget termel, előfordulhat, hogy az eszközöknek a feszültséget 5 V-ról 24 V DC-re kell változtatniuk a követelményektől függően.
Az ezekben a konverterekben és inverterekben használt topológia eltérő lehet. Ott is használhatnak transzformátorokat, hogy a nagyfeszültséget alacsonyabbra alakítsák. Például egy lineáris egyenáramú tápegységben egy transzformátort használnak a bemeneten, hogy a váltakozó áramú hálózatot a kívánt szintre csökkentsék. De vannak transzformátor nélküli alkalmazások is. A transzformátor nélküli topológiában a DC feszültség (akár bemenetről, akár váltakozó áramról konvertálva) be- és kikapcsolva nagyfrekvenciás impulzusos –DC jelet hoz létre. A be- és kikapcsolási idő aránya határozza meg a kimeneti egyenfeszültség szintjét. Ez lefelé tartó átalakulásnak tekinthető. Ezen túlmenően buck-átalakítók, boost konverterek és buck-boost átalakítók használatosak ennek a pulzáló egyenfeszültségnek a kívánt magasabb vagy alacsonyabb feszültséggé alakítására. Az ilyen típusú konverterek kizárólag tranzisztorokból, induktorokból és kondenzátorokból álló elektronikus áramkörök.
A transzformátor nélküli áramkörökben és a kapcsolóüzemű tápegységekben azonban, amelyek viszonylag kisebb transzformátorokat használnak, olcsóbb a gyártás. Sőt, hatékonyságuk nagyobb, méretük és súlyuk kisebb.
Mi a különbség a feszültségátalakító és a transzformátor között?
Feszültség átalakító vs transzformátor |
|
| Különböző típusú feszültségátalakítók léteznek az egyen- és váltakozó feszültségek közötti átalakításhoz. | A transzformátorok csak váltakozó feszültségek átalakítására szolgálnak; egyenárammal nem működhetnek. |
| Components | |
| A feszültségátalakítók elektronikus áramkörök, néha transzformátorokkal is fel vannak szerelve. | A transzformátorok réztekercsekből, kivezetésekből és ferritmagokból állnak; ez egy önálló eszköz. |
| Működési elv | |
| A legtöbb feszültségátalakító elektronikai elven és félvezető kapcsoláson működik. | A transzformátor működésének alapelve az elektromágnesesség. |
| Hatékonyság | |
| A feszültségátalakítók hatásfoka viszonylag nagyobb a félvezető kapcsolás során fellépő alacsony hőtermelés miatt. | A transzformátorok kevésbé hatékonyak, mivel számos teljesítményveszteséggel kell szembenézniük, beleértve a réz által okozott nagy hőtermelést. |
| Alkalmazások | |
| A feszültségátalakítókat többnyire hordozható eszközökben, például hálózati adapterekben, utazási adapterekben stb. használják, mivel ezek könnyebbek és kisebbek. | A transzformátorokat számos alkalmazásban használják, még a feszültségátalakítókban is. Ha azonban nagyobb feszültséget kell átalakítani, akkor nagy transzformátorokat kell használni. |
Összefoglaló – feszültségátalakító vs transzformátor
A transzformátorok és a feszültségátalakítók kétféle teljesítmény-átalakító eszköz. Míg a transzformátor egy önálló eszköz, a feszültségátalakítók félvezetőkből, induktorokból, kondenzátorokból és néha transzformátorokból álló elektronikus áramkörök. A feszültségátalakítók DC vagy AC bemenettel használhatók váltakozó vagy egyenárammá alakítására. De a transzformátorok csak váltakozó feszültségű bemenettel rendelkezhetnek. Ez a fő különbség a feszültségátalakító és a transzformátor között.
Töltse le a Voltage Converter vs Transformer PDF verzióját
Letöltheti ennek a cikknek a PDF-verzióját, és offline célokra használhatja az idézet megjegyzései szerint. Kérjük, töltse le a PDF verziót innen: Különbség a feszültségátalakító és a transzformátor között.
