Kľúčový rozdiel – konvertor napätia a transformátor
V praxi sa napätie dodáva z mnohých rôznych zdrojov, často zo siete. Tieto zdroje napätia, buď AC alebo DC, majú špecifickú alebo štandardnú hodnotu napätia (napríklad 230 V v AC sieti a 12 V DC v autobatérii). Elektrické a elektronické zariadenia však v skutočnosti nefungujú pri týchto špecifických napätiach; sú vyrobené tak, aby pracovali na tomto napätí metódou konverzie napätia v napájacom zdroji. Napäťové meniče a transformátory sú dva typy metód, ktoré vykonávajú túto konverziu napätia. Kľúčový rozdiel medzi meničom napätia a transformátorom je v tom, že transformátor je schopný konvertovať iba striedavé napätie, zatiaľ čo meniče napätia sú určené na konverziu medzi oboma typmi napätí.
Čo je transformátor?
Transformátor transformuje časovo sa meniace napätie, typicky sínusové striedavé napätie. Funguje na princípoch elektromagnetickej indukcie.
Obrázok 01: Transformátor
Ako je znázornené na obrázku vyššie, dve vodivé (zvyčajne medené) cievky, primárna a sekundárna, sú navinuté okolo spoločného feromagnetického jadra. Podľa Faradayovho zákona indukcie, meniace sa napätie na primárnej cievke vytvára časovo premenný prúd, ktorý prechádza okolo jadra. To vytvára časovo premenné magnetické pole a magnetický tok sa prenáša cez jadro do sekundárnej cievky. Časovo sa meniaci tok vytvára časovo premenný prúd v sekundárnej cievke a následne aj časovo premenné napätie na sekundárnej cievke.
V ideálnej situácii, keď nedochádza k žiadnej strate napájania, sa príkon na primárnej strane rovná výstupnému výkonu na sekundárnej strane. Teda
IpVp =IsVs
Tiež, Ip/Is=Ns/N p
Tým sa prevodný pomer napätia rovná pomeru počtu závitov.
VsVp=Ns/Np
Napríklad 230V/12V transformátor má pomer závitov primárneho k sekundárnemu 230/12.
Pri prenose energie by sa napätie generované v elektrárni malo zvýšiť, aby bol prenosový prúd nízky, čím sa zníži strata výkonu. V rozvodniach a rozvodniach sa napätie znižuje na distribučnú úroveň. Na koncovej aplikácii, ako je LED žiarovka, by malo byť sieťové striedavé napätie prevedené na približne 12-5V DC. Zvyšovacie transformátory a znižovacie transformátory sa používajú na zvýšenie a zníženie napätia primárnej strany na sekundárne, resp.
Čo je menič napätia?
Konverzia napätia môže byť vykonaná v mnohých formách, ako je AC na DC, DC na AC, AC na AC a DC na DC. Avšak meniče DC na AC sa zvyčajne nazývajú invertory. Všetky tieto meniče a meniče však nie sú jednozložkové jednotky ako transformátory, ale sú to elektronické obvody. Používajú sa ako rôzne napájacie jednotky.
Konvertory AC na jednosmerný prúd
Toto sú najbežnejšie typy meničov napätia. Používajú sa v napájacích jednotkách mnohých zariadení na konverziu striedavého sieťového napätia na jednosmerné napätie pre elektronické obvody.
Menič jednosmerného prúdu na striedavý prúd alebo striedač
Tieto sa väčšinou používajú pri záložnej výrobe energie z batérií a solárnych fotovoltaických systémov. Jednosmerné napätie fotovoltaických panelov alebo batérií je invertované na striedavé napätie, ktoré napája sieťový napájací systém domu alebo komerčnej budovy.
Obrázok 02: Jednoduchý prevodník DC na AC
Konvertor AC na AC
Tento typ meniča napätia sa používa ako cestovné adaptéry; používajú sa aj v napájacích jednotkách spotrebičov vyrobených pre viacero krajín. Keďže niektoré krajiny ako USA a Japonsko používajú v národnej sieti 100-120V a niektoré ako Veľká Británia, Austrália používajú 220-240V, výrobcovia elektronických zariadení ako televízory, práčky atď. používajú tento typ meničov napätia na zmenu napätia siete na zodpovedajúce striedavé napätie pred premenou na jednosmerný prúd v systéme. Cestovatelia, ktorí idú z jednej krajiny do druhej, môžu potrebovať cestovné adaptéry pre rôzne krajiny, aby sa ich notebooky a mobilné nabíjačky prispôsobili napätiu siete v danej krajine.
Prevodník DC na DC
Tento typ meničov napätia sa používa v napájacích adaptéroch vozidiel na napájanie mobilných nabíjačiek a iných elektronických systémov na batérii vozidla. Keďže batéria zvyčajne produkuje 12 V DC, zariadenia môžu musieť zmeniť napätie z 5 V na 24 V DC v závislosti od požiadavky.
Topológia použitá v týchto konvertoroch a invertoroch sa môže jeden od druhého líšiť. Tam môžu použiť aj transformátory na konverziu vysokého napätia na nižšie. Napríklad v lineárnom zdroji jednosmerného prúdu sa na vstupe používa transformátor na zníženie siete striedavého prúdu na požadovanú úroveň. Existujú však aj aplikácie bez transformátora. V beztransformátorovej topológii sa jednosmerné napätie (buď zo vstupu alebo konvertované zo striedavého prúdu) zapína a vypína, aby sa vytvoril vysokofrekvenčný impulzný jednosmerný signál. Pomer času zapnutia a vypnutia definuje úroveň výstupného jednosmerného napätia. Toto možno považovať za postupnú transformáciu. Okrem toho sa na konverziu tohto pulzujúceho jednosmerného napätia na požadované vyššie alebo nižšie napätie používajú konvertory buck, boost konvertory a buck-boost konvertory. Tieto typy prevodníkov sú výlučne elektronické obvody tvorené tranzistormi, induktormi a kondenzátormi.
Konštrukcie beztransformátorových obvodov a spínaných zdrojov napájania, ktoré využívajú porovnateľne menšie transformátory, sú však lacnejšie na výrobu. Navyše, ich účinnosť je vyššia a veľkosť a hmotnosť sú menšie.
Aký je rozdiel medzi meničom napätia a transformátorom?
Prevodník napätia vs transformátor |
|
| Existujú rôzne typy meničov napätia na vykonávanie konverzií medzi jednosmerným a striedavým napätím. | Transformátory sa používajú iba na konverziu striedavého napätia; nemôžu pracovať v jednosmernom prúde. |
| Components | |
| Napäťové meniče sú elektronické obvody, niekedy vybavené aj transformátormi. | Transformátory sa skladajú z medených cievok, svoriek a feritových jadier; je to samostatné zariadenie. |
| Princíp činnosti | |
| Väčšina meničov napätia pracuje na elektronických princípoch a polovodičovom prepínaní. | Základným princípom fungovania transformátora je elektromagnetizmus. |
| Efficiency | |
| Napäťové meniče majú porovnateľne vyššiu účinnosť vďaka nízkej tvorbe tepla pri spínaní polovodičov. | Transformátory sú menej účinné, pretože čelia niekoľkým stratám energie vrátane vysokej tvorby tepla v dôsledku medi. |
| Aplikácie | |
| Napäťové meniče sa väčšinou používajú v prenosných zariadeniach, ako sú napájacie adaptéry, cestovné adaptéry atď., pretože sú ľahšie a menšie. | Transformátory sa používajú v mnohých aplikáciách, dokonca aj v meničoch napätia. Ak sa však majú konvertovať vyššie napätia, musia sa použiť veľké transformátory. |
Zhrnutie – Napäťový menič vs transformátor
Transformátory a meniče napätia sú dva typy zariadení na meniče energie. Zatiaľ čo transformátor je samostatné samostatné zariadenie, meniče napätia sú elektronické obvody tvorené polovodičmi, induktormi, kondenzátormi a niekedy dokonca aj transformátormi. Napäťové meniče možno použiť s jednosmerným alebo striedavým vstupom na ich konverziu na striedavý alebo jednosmerný prúd. Ale transformátory môžu mať iba vstup striedavého napätia. Toto je hlavný rozdiel medzi meničom napätia a transformátorom.
Stiahnuť PDF verziu konvertora napätia vs Transformer
Môžete si stiahnuť PDF verziu tohto článku a použiť ju na offline účely podľa citácií. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi meničom napätia a transformátorom.
