Ключевая разница - преобразователь напряжения и трансформатор
На практике напряжение подается от многих различных источников, часто от сети. Эти источники напряжения переменного или постоянного тока имеют определенное или стандартное значение напряжения (например, 230 В в сети переменного тока и 12 В постоянного тока в автомобильном аккумуляторе). Однако электрические и электронные устройства на самом деле не работают при этих конкретных напряжениях; они заставляют работать на этом напряжении с помощью метода преобразования напряжения в источнике питания. Преобразователи напряжения и трансформаторы - это два типа методов, которые выполняют это преобразование напряжения. Основное различие между преобразователем напряжения и трансформатором заключается в том, что трансформатор может преобразовывать только переменное напряжение, тогда как преобразователи напряжения предназначены для преобразования между обоими типами напряжения.
Что такое трансформер?
Трансформатор преобразует изменяющееся во времени напряжение, обычно синусоидальное переменное напряжение. Он работает на принципах электромагнитной индукции.
Рисунок 01: Трансформатор
Как показано на рисунке выше, две проводящие (обычно медные) катушки, первичная и вторичная, намотаны на общий ферромагнитный сердечник. Согласно закону индукции Фарадея, изменяющееся напряжение на первичной обмотке создает изменяющийся во времени ток, который течет вокруг сердечника. Это создает изменяющееся во времени магнитное поле, и магнитный поток передается через сердечник во вторичную катушку. Изменяющийся во времени поток создает изменяющийся во времени ток во вторичной обмотке и, следовательно, изменяющееся во времени напряжение на вторичной обмотке.
В идеальной ситуации, когда потери мощности не происходит, входная мощность на первичной стороне равна выходной мощности на вторичной. Таким образом, IpVp =IsVs
Также, Ip/Is=Ns/N р
Это делает коэффициент преобразования напряжения равным отношению числа витков.
VsVp=Ns/Np
Например, трансформатор 230 В/12 В имеет коэффициент трансформации 230/12 между первичной и вторичной обмотками.
При передаче электроэнергии генерируемое напряжение на электростанции должно быть повышено, чтобы снизить ток передачи и тем самым уменьшить потери мощности. На подстанциях и распределительных станциях напряжение понижается до уровня распределения. В конечном приложении, таком как светодиодная лампа, сетевое напряжение переменного тока должно быть преобразовано примерно в 12-5 В постоянного тока. Повышающие и понижающие трансформаторы используются для повышения и понижения напряжения первичной обмотки во вторичной соответственно.
Что такое преобразователь напряжения?
Преобразование напряжения может быть выполнено во многих формах, таких как переменный ток в постоянный, постоянный ток в переменный, переменный ток в переменный и постоянный ток в постоянный. Однако преобразователи постоянного тока в переменный обычно называют инверторами. Тем не менее, все эти преобразователи и инверторы не являются однокомпонентными блоками, как трансформаторы, а представляют собой электронные схемы. Они используются в качестве различных блоков питания.
Преобразователи переменного тока в постоянный
Это наиболее распространенный тип преобразователей напряжения. Они используются в блоках питания многих бытовых приборов для преобразования напряжения сети переменного тока в напряжение постоянного тока для электронных схем.
Преобразователь постоянного тока в переменный или инвертор
Они в основном используются для резервного производства электроэнергии от аккумуляторных батарей и солнечных фотоэлектрических систем. Напряжение постоянного тока фотоэлектрических панелей или аккумуляторов преобразуется в напряжение переменного тока для питания системы электроснабжения дома или коммерческого здания.
Рисунок 02: Простой преобразователь постоянного тока в переменный
Преобразователь переменного тока в переменный
Этот тип преобразователя напряжения используется в качестве адаптера для путешествий; они также используются в блоках питания бытовой техники, изготовленной для нескольких стран. Поскольку некоторые страны, такие как США и Япония, используют 100–120 В в национальной сети, а некоторые, например, Великобритания, Австралия, используют 220–240 В, производители электронных приборов, таких как телевизоры, стиральные машины и т. д., используют этот тип преобразователей напряжения для изменения напряжения сети. сети к соответствующему напряжению переменного тока перед преобразованием в постоянное в системе. Путешественникам, путешествующим из одной страны в другую, могут понадобиться дорожные адаптеры для разных стран, чтобы их ноутбуки и мобильные зарядные устройства адаптировались к напряжению сети округа.
Преобразователь постоянного тока в постоянный
Преобразователи напряжения этого типа используются в автомобильных адаптерах питания для питания мобильных зарядных устройств и других электронных систем от автомобильного аккумулятора. Поскольку батарея обычно выдает 12 В постоянного тока, устройствам может потребоваться изменить напряжение с 5 В на 24 В постоянного тока в зависимости от требований.
Топология, используемая в этих преобразователях и инверторах, может отличаться от одной к другой. Там они также могут использовать трансформаторы для преобразования высокого напряжения в более низкое. Например, в линейном источнике постоянного тока на входе используется трансформатор для понижения напряжения сети переменного тока до нужного уровня. Но есть и бестрансформаторные приложения. В бестрансформаторной топологии постоянное напряжение (либо входное, либо преобразованное из переменного) включается и выключается для создания высокочастотного импульсного сигнала –DC. Отношение времени включения-выключения определяет уровень выходного постоянного напряжения. Это можно рассматривать как пошаговое преобразование. Кроме того, для преобразования этого пульсирующего постоянного напряжения в требуемое более высокое или более низкое напряжение используются понижающие преобразователи, повышающие преобразователи и повышающие преобразователи. Преобразователи этого типа представляют собой исключительно электронные схемы, состоящие из транзисторов, катушек индуктивности и конденсаторов.
Однако конструкции, использующие бестрансформаторные схемы и импульсные источники питания, в которых используются трансформаторы сравнительно меньшего размера, дешевле в производстве. При этом КПД у них выше, а габариты и вес меньше.
В чем разница между преобразователем напряжения и трансформатором?
Преобразователь напряжения и трансформатор |
|
| Существуют различные типы преобразователей напряжения для преобразования постоянного и переменного напряжения. | Трансформаторы используются только для преобразования переменного напряжения; они не могут работать на постоянном токе. |
| Компоненты | |
| Преобразователи напряжения представляют собой электронные схемы, иногда также оснащенные трансформаторами. | Трансформаторы состоят из медных катушек, клемм и ферритовых сердечников; это автономное устройство. |
| Принцип работы | |
| Большинство преобразователей напряжения работают на электронных принципах и полупроводниковой коммутации. | Основой работы трансформатора является электромагнетизм. |
| Эффективность | |
| Преобразователи напряжения имеют сравнительно более высокий КПД из-за низкого тепловыделения при переключении полупроводников. | Трансформаторы менее эффективны, поскольку они сталкиваются с несколькими потерями мощности, включая сильное тепловыделение из-за меди. |
| Приложения | |
| Преобразователи напряжения в основном используются в портативных устройствах, таких как адаптеры питания, дорожные адаптеры и т. д., поскольку они легче и меньше. | Трансформаторы используются во многих приложениях, даже в преобразователях напряжения. Однако, если необходимо преобразовать более высокое напряжение, необходимо использовать большие трансформаторы. |
Резюме – Преобразователь напряжения и трансформатор
Трансформаторы и преобразователи напряжения - это два типа преобразователей мощности. В то время как трансформатор представляет собой отдельное отдельное устройство, преобразователи напряжения представляют собой электронные схемы, состоящие из полупроводников, катушек индуктивности, конденсаторов, а иногда и трансформаторов. Преобразователи напряжения могут использоваться с входом постоянного или переменного тока для преобразования их в переменный или постоянный ток. Но трансформаторы могут иметь вход только переменного напряжения. В этом основное отличие преобразователя напряжения от трансформатора.
Загрузить PDF-версию Преобразователь напряжения против трансформатора
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечаниями к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между преобразователем напряжения и трансформатором.
