Klíčový rozdíl – konvertor napětí vs transformátor
V praxi je napětí dodáváno z mnoha různých zdrojů, často ze sítě. Tyto zdroje napětí, ať už AC nebo DC, mají specifickou nebo standardní hodnotu napětí (například 230 V v AC síti a 12 V DC v autobaterii). Elektrická a elektronická zařízení však ve skutečnosti nepracují v těchto specifických napětích; jsou vyrobeny pro práci na tomto napětí metodou konverze napětí v napájecím zdroji. Napěťové měniče a transformátory jsou dva typy metod, které provádějí tento převod napětí. Klíčový rozdíl mezi převodníkem napětí a transformátorem je v tom, že transformátor je schopen převádět pouze střídavé napětí, zatímco převodníky napětí jsou vyrobeny pro převod mezi oběma typy napětí.
Co je to transformátor?
Transformátor transformuje časově se měnící napětí, typicky sinusové střídavé napětí. Funguje na principech elektromagnetické indukce.
Obrázek 01: Transformátor
Jak je znázorněno na obrázku výše, dvě vodivé (obvykle měděné) cívky, primární a sekundární, jsou navinuty kolem společného feromagnetického jádra. Podle Faradayova zákona indukce vytváří měnící se napětí na primární cívce časově proměnný proud, který prochází kolem jádra. To vytváří časově proměnlivé magnetické pole a magnetický tok je přenášen přes jádro do sekundární cívky. Časově se měnící tok vytváří časově proměnný proud v sekundární cívce a následně časově proměnlivé napětí na sekundární cívce.
V ideální situaci, kdy nedochází ke ztrátě výkonu, je příkon na primární straně roven výstupnímu výkonu na sekundární straně. Tedy
IpVp =IsVs
Také, Ip/Is=Ns/N p
Tím se převodní poměr napětí rovná poměru počtu závitů.
VsVp=Ns/Np
Například 230V/12V transformátor má poměr závitů primární/sekundární 230/12.
Při přenosu energie by mělo být napětí generované v elektrárně zvýšeno, aby byl přenosový proud nízký, a tím i ztráta výkonu. V rozvodnách a rozvodnách je napětí snižováno na distribuční úroveň. Na koncové aplikaci, jako je LED žárovka, by mělo být síťové střídavé napětí převedeno na přibližně 12-5V DC. Zvyšovací transformátory a snižující transformátory se používají ke zvýšení a snížení napětí primární strany na sekundární, resp.
Co je to měnič napětí?
Převod napětí lze provádět v mnoha formách, jako je AC na DC, DC na AC, AC na AC a DC na DC. Nicméně měniče stejnosměrného proudu na střídavý proud se obvykle nazývají měniče. Nicméně všechny tyto měniče a invertory nejsou jednosložkové jednotky jako transformátory, ale jsou to elektronické obvody. Používají se jako různé napájecí jednotky.
Převodníky AC na DC
Jedná se o nejběžnější typ měničů napětí. Používají se v napájecích jednotkách mnoha spotřebičů k převodu střídavého síťového napětí na stejnosměrné napětí pro elektronické obvody.
Převodník DC na AC nebo střídač
Tyto technologie se většinou používají při výrobě záložní energie z bateriových zdrojů a solárních fotovoltaických systémů. Stejnosměrné napětí fotovoltaických panelů nebo baterií je invertováno na střídavé napětí, které napájí hlavní napájecí systém domu nebo komerční budovy.
Obrázek 02: Jednoduchý převodník DC na AC
Převodník AC na AC
Tento typ měniče napětí se používá jako cestovní adaptéry; používají se také v napájecích jednotkách spotřebičů vyrobených pro více zemí. Vzhledem k tomu, že některé země jako USA a Japonsko používají 100-120V v národní síti a některé jako Velká Británie, Austrálie používají 220-240V, výrobci elektronických zařízení, jako jsou televizory, pračky atd., používají tento typ měničů napětí ke změně napětí sítě na odpovídající střídavé napětí před přeměnou na stejnosměrné v systému. Cestovatelé, kteří jedou z jedné země do druhé, mohou potřebovat cestovní adaptéry pro různé země, aby se jejich notebooky a mobilní nabíječky přizpůsobily napětí v místní síti.
Převodník DC na DC
Tento typ měničů napětí se používá v napájecích adaptérech vozidel k provozu mobilních nabíječek a dalších elektronických systémů na baterii vozidla. Vzhledem k tomu, že baterie obvykle produkuje 12V DC, zařízení možná budou muset změnit napětí z 5V na 24V DC v závislosti na požadavku.
Topologie použitá u těchto převodníků a střídačů se může jeden od druhého lišit. Tam mohou také použít transformátory k přeměně vysokého napětí na nižší. Například u lineárního stejnosměrného napájecího zdroje je na vstupu použit transformátor pro snížení střídavého proudu na požadovanou úroveň. Existují však i aplikace bez transformátoru. V beztransformátorové topologii se stejnosměrné napětí (buď ze vstupu nebo převedené ze střídavého proudu) zapíná a vypíná, aby se vytvořil vysokofrekvenční pulzní – stejnosměrný signál. Poměr času zapnutí a vypnutí definuje úroveň výstupního stejnosměrného napětí. To lze považovat za postupnou transformaci. Kromě toho se při přeměně tohoto pulzujícího stejnosměrného napětí na požadované vyšší nebo nižší napětí používají konvertory buck, boost konvertory a buck-boost konvertory. Tyto typy převodníků jsou výhradně elektronické obvody složené z tranzistorů, induktorů a kondenzátorů.
Návrhy beztransformátorových obvodů a spínaných napájecích zdrojů, které využívají srovnatelně menší transformátory, jsou však levnější na výrobu. Navíc je jejich účinnost vyšší a velikost a hmotnost menší.
Jaký je rozdíl mezi měničem napětí a transformátorem?
Konvertor napětí vs transformátor |
|
| Existují různé typy měničů napětí, které provádějí převody mezi stejnosměrným a střídavým napětím. | Transformátory se používají pouze k převodu střídavého napětí; nemohou pracovat ve stejnosměrném proudu. |
| Součásti | |
| Napěťové měniče jsou elektronické obvody, někdy vybavené také transformátory. | Transformátory se skládají z měděných cívek, vývodů a feritových jader; je to samostatné zařízení. |
| Princip práce | |
| Většina měničů napětí pracuje na elektronických principech a přepínání polovodičů. | Základním principem činnosti transformátoru je elektromagnetismus. |
| Účinnost | |
| Napěťové měniče mají poměrně vyšší účinnost díky nízkému vývinu tepla při spínání polovodičů. | Transformátory jsou méně účinné, protože čelí několika energetickým ztrátám, včetně vysokého vývinu tepla kvůli mědi. |
| Aplikace | |
| Napěťové měniče se většinou používají v přenosných zařízeních, jako jsou napájecí adaptéry, cestovní adaptéry atd., protože jsou lehčí a menší. | Transformátory se používají v mnoha aplikacích, dokonce i v měničích napětí. Pokud však mají být převedena vyšší napětí, je třeba použít velké transformátory. |
Shrnutí – Převodník napětí vs transformátor
Transformátory a měniče napětí jsou dva typy zařízení pro měniče energie. Zatímco transformátor je samostatné samostatné zařízení, měniče napětí jsou elektronické obvody složené z polovodičů, induktorů, kondenzátorů a někdy dokonce i transformátorů. Napěťové měniče lze použít se stejnosměrným nebo střídavým vstupem k jejich převodu na střídavý nebo stejnosměrný proud. Ale transformátory mohou mít pouze vstup střídavého napětí. Toto je hlavní rozdíl mezi měničem napětí a transformátorem.
Stáhnout PDF verzi konvertoru napětí vs Transformer
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citací. Stáhněte si prosím PDF verzi zde Rozdíl mezi měničem napětí a transformátorem.
