Nyckelskillnad - Spänningsomvandlare vs transformator
I praktiken levereras spänningen från många skillnadskällor, ofta av elnätet. Dessa spänningskällor, antingen växelström eller likström, har ett specifikt eller ett standardvärde för spänning (till exempel 230V i nätström och 12V likström i ett bilbatteri). De elektriska och elektroniska enheterna fungerar dock inte riktigt i dessa specifika spänningar; de är gjorda för att arbeta med den spänningen med en spänningsomvandlingsmetod i strömförsörjningen. Spänningsomvandlare och transformatorer är två typer av metoder som utför denna spänningsomvandling. Huvudskillnaden mellan spänningsomvandlare och transformator är att transformatorn endast kan omvandla växelspänningar medan spänningsomvandlare är gjorda för att konvertera mellan båda spänningstyperna.
INNEHÅLL
1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är en transformator
3. Vad är en spänningsomvandlare
4. Jämförelse sida vid sida - Spänningsomvandlare vs transformator i tabellform
5. Sammanfattning
Vad är en transformator?
En transformator omvandlar en tidsvarierande spänning, vanligtvis en sinusformad växelspänning. Det fungerar på principerna för elektromagnetisk induktion.
Figur 01: Transformator
Som visas i figuren ovan lindas två ledande (vanligtvis koppar) spolar, primära och sekundära, runt en vanlig ferromagnetisk kärna. Enligt Faradays induktionslag producerar den varierande spänningen på den primära spolen en tidsvarierande ström som går runt kärnan. Detta producerar ett tidsvarierande magnetfält och magnetflödet överförs till kärnan till sekundärspolen. Det tidsvarierande flödet skapar en tidsvarierande ström i sekundärspolen och följaktligen en tidsvarierande spänning på sekundärspolen.
I en idealisk situation där ingen strömförlust inträffar är strömingången till primärsidan lika med uteffekten vid sekundärströmmen. Således, I p V p = I s V s
Också, I p / I s = N s / N p
Detta gör att spänningsomvandlingsförhållandet är lika med förhållandet mellan antalet varv.
V s V p = N s / N p
Till exempel har en 230V / 12V-transformator svängningsförhållandet 230/12 primärt till sekundärt.
Vid kraftöverföring bör den genererade spänningen i kraftverket intensifieras för att göra överföringsströmmen låg och därigenom göra strömförlusten låg. Vid transformatorstationer och distributionsstationer trappas spänningen ner till distributionsnivån. Vid en slutapplikation som en LED-lampa ska nätströmsspänningen omvandlas till cirka 12-5V DC. Steg-upp-transformatorer och step-down-transformatorer används för att höja respektive sänka den primära sidospänningen i sekundärområdet.
Vad är en spänningsomvandlare?
Spänningsomvandling kan utföras i många former såsom AC till DC, DC till AC, AC till AC och DC till DC. Likväl kallas DC till AC-omvandlare vanligtvis som växelriktare. Ändå är alla dessa omvandlare och växelriktare inte en-komponentenheter som transformatorer, utan är elektroniska kretsar. Dessa används som olika strömförsörjningsenheter.
AC till DC-omvandlare
Dessa är den vanligaste typen av spänningsomvandlare. Dessa används i strömförsörjningsenheter för många apparater för att omvandla växelspänning till likspänning för de elektroniska kretsarna.
DC till AC-omvandlare eller inverterare
Dessa används oftast vid reservkraftproduktion från batteribanker och solcellssystem. DC-spänningen för solpanelerna eller batterierna inverteras till växelspänningen för att försörja husets eller en kommersiell byggnad.
Bild 02: Enkel DC till AC-omvandlare
AC till AC-omvandlare
Denna typ av spänningsomvandlare används som reseadaptrar; de används också i strömförsörjningsenheter för apparater gjorda för flera länder. Eftersom vissa länder som USA och Japan använder 100-120V i det nationella nätet och andra som Storbritannien använder Australien 220-240V, tillverkare av elektroniska apparater som TV-apparater, tvättmaskiner etc. använder denna typ av spänningsomvandlare för att ändra spänningen på nätet till en matchande växelspänning innan den omvandlas till likström i systemet. Resenärer som går från ett land till ett annat kan behöva reseadaptrar för olika länder för att få sina bärbara datorer och mobila laddare att anpassa sig till länets nätspänning.
DC till DC-omvandlare
Denna typ av spänningsomvandlare används i fordonsströmadaptrar för att köra mobila laddare och andra elektroniska system på fordonets batteri. Eftersom batteriet vanligtvis producerar 12V DC kan enheterna behöva ändra spänningen från 5V till 24V DC beroende på behovet.
Topologin som används i dessa omvandlare och växelriktare kan skilja sig från varandra till en annan. Där kan de också använda transformatorer för att konvertera högspänning till en lägre. I en linjär likströmsförsörjning används till exempel en transformator vid ingången för att sänka nätströmmen till önskad nivå. Men det finns också transformatorfria applikationer. I transformatorfri topologi slås DC-spänning (antingen från ingång eller omvandling från växelström) till och från för att skapa en högfrekvent pulsad –DC-signal. On-off-tidsförhållandet definierar utgångens likspänningsnivå. Detta kan betraktas som en nedgångstransformation. Dessutom används buck-omvandlare, boost-omvandlare och buck-boost-omvandlare för att omvandla denna pulserande likspänning till en önskad högre eller lägre spänning. Denna typ av omvandlare är endast elektroniska kretsar som består av transistorer, induktorer,och kondensatorer.
Emellertid är konstruktioner som är involverade i transformatorfria kretsar och strömförsörjningar med omkopplat läge som använder jämförelsevis mindre transformatorer billigare att producera. Dessutom är deras effektivitet högre och storlek och vikt mindre.
Vad är skillnaden mellan spänningsomvandlare och transformator?
Skilja artikeln mitt före bordet
Spänningsomvandlare vs transformator |
|
| Det finns olika typer av spänningsomvandlare för att omvandla både DC- och AC-spänningar. | Transformatorer används endast för att omvandla växelspänningar; de kan inte arbeta i likström. |
| Komponenter | |
| Spänningsomvandlare är elektroniska kretsar, ibland också utrustade med transformatorer. | Transformatorer består av kopparspiraler, terminaler och ferritkärnor; det är en fristående enhet. |
| Arbetsprincip | |
| De flesta spänningsomvandlare arbetar med elektroniska principer och halvledaromkoppling. | Grundprincipen för transformatoroperationen är elektromagnetism. |
| Effektivitet | |
| Spänningsomvandlare har jämförelsevis högre verkningsgrad på grund av låg värmeproduktion under halvledaromkoppling. | Transformatorer är mindre effektiva eftersom de möter flera strömförluster inklusive hög värmeproduktion på grund av koppar. |
| Applikationer | |
| Spänningsomvandlare används mest i bärbara enheter som nätadaptrar, reseadaptrar etc. eftersom de är lättare och mindre. | Transformatorer används i många applikationer, även i spänningsomvandlare. Men om högre spänningar ska omvandlas måste stora transformatorer användas. |
Sammanfattning - Voltage Converter vs Transformer
Transformatorer och spänningsomvandlare är två typer av kraftomvandlare. Medan en transformator är en fristående enda enhet är spänningsomvandlare elektroniska kretsar som består av halvledare, induktorer, kondensatorer och ibland även transformatorer. Spänningsomvandlare kan användas med DC- eller AC-ingång för att konvertera dem antingen till AC eller DC. Men transformatorer kan bara ha en ingång av växelspänningar. Detta är den största skillnaden mellan spänningsomvandlare och transformator.
Ladda ner PDF-versionen av Voltage Converter vs Transformer
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-version här Skillnaden mellan spänningsomvandlare och transformator.
