Nøkkelforskjell – spenningsomformer vs transformator
I praksis leveres spenning fra mange forskjellige kilder, ofte av nettstrømmen. Disse spenningskildene, enten AC eller DC, har en spesifikk eller en standard verdi for spenning (for eksempel 230V i AC-nettet og 12V DC i et bilbatteri). Imidlertid fungerer ikke de elektriske og elektroniske enhetene i disse spesifikke spenningene; de er laget for å arbeide på den spenningen ved en spenningskonverteringsmetode i strømforsyningen. Spenningsomformere og transformatorer er to typer metoder som utfører denne spenningskonverteringen. Den viktigste forskjellen mellom spenningsomformer og transformator er at transformator bare er i stand til å konvertere AC-spenninger, mens spenningsomformere er laget for å konvertere mellom begge typer spenninger.
Hva er en transformator?
En transformator transformerer en tidsvarierende spenning, typisk en sinusformet AC-spenning. Den fungerer etter prinsippene for elektromagnetisk induksjon.
Figur 01: Transformator
Som vist i figuren ovenfor, er to ledende (vanligvis kobber) spoler, primære og sekundære, viklet rundt en felles ferromagnetisk kjerne. I henhold til Faradays induksjonslov, produserer den varierende spenningen på primærspolen en tidsvarierende strøm som går rundt kjernen. Dette produserer et tidsvarierende magnetfelt og den magnetiske fluksen overføres til kjernen til sekundærspolen. Den tidsvarierende fluksen skaper en tidsvarierende strøm i sekundærspolen og følgelig en tidsvarierende spenning på sekundærspolen.
I en ideell situasjon der det ikke oppstår strømtap, er strømtilførselen til primærsiden lik utgangseffekten på sekundærsiden. Dermed
IpVp =IsVs
Også
Ip/Is=Ns/N p
Dette gjør spenningskonverteringsforholdet lik forholdet mellom antall omdreininger.
VsVp=Ns/Np
For eksempel har en 230V/12V-transformator dreieforholdet 230/12 primær til sekundær.
I kraftoverføring bør generert spenning ved kraftverket trappes opp for å gjøre overføringsstrømmen lav, og dermed gjøre effekttapet lavt. Ved nettstasjoner og distribusjonsstasjoner trappes spenningen ned til distribusjonsnivå. På en sluttapplikasjon som en LED-pære, bør nettspenningen konverteres til ca. 12-5V DC. Step-up transformatorer og step-down transformatorer brukes til å henholdsvis heve og senke primærsidespenningen inn i sekundæren.
Hva er en spenningsomformer?
Spenningskonvertering kan utføres i mange former, for eksempel AC til DC, DC til AC, AC til AC og DC til DC. Imidlertid kalles DC til AC-omformere vanligvis som invertere. Ikke desto mindre er ikke alle disse omformere og omformere enkomponentenheter som transformatorer, men er elektroniske kretser. Disse brukes som forskjellige strømforsyningsenheter.
AC til DC-omformere
Dette er den vanligste typen spenningsomformere. Disse brukes i strømforsyningsenheter til mange apparater for å konvertere AC-nettspenning til DC-spenning for de elektroniske kretsene.
DC til AC-omformer eller inverter
Disse brukes mest i reservestrømgenerering fra batteribanker og solcelleanlegg. DC-spenningen til PV-panelene eller batteriene inverteres til AC-spenning for å forsyne strømnettet til huset eller et næringsbygg.
Figur 02: Enkel DC til AC-omformer
AC to AC Converter
Denne typen spenningsomformer brukes som reiseadaptere; de brukes også i strømforsyningsenheter til apparater laget for flere land. Siden noen land som USA og Japan bruker 100-120V i det nasjonale nettet og noen som Storbritannia, Australia bruker 220-240V, bruker produsenter av elektroniske apparater som TVer, vaskemaskiner osv. denne typen spenningsomformere for å endre spenningen til strømnettet til en tilsvarende AC-spenning før den konverteres til DC i systemet. Reisende som reiser fra ett land til et annet kan trenge reiseadaptere for forskjellige land for å få bærbare datamaskiner og mobilladere til å tilpasse seg fylkets nettspenning.
DC til DC-konverter
Denne typen spenningsomformere brukes i strømadaptere for kjøretøy for å kjøre mobilladere og andre elektroniske systemer på kjøretøyets batteri. Siden batteriet vanligvis produserer 12V DC, kan det hende enhetene må endre spenningen fra 5V til 24V DC avhengig av kravet.
Topologien som brukes i disse omformerne og omformerne kan være forskjellig fra den ene til den andre. Der kan de bruke transformatorer også for å konvertere høyspenning til en lavere. For eksempel, i en lineær DC-strømforsyning, brukes en transformator ved inngangen for å senke AC-nettet til ønsket nivå. Men det finnes også applikasjoner uten transformator. I transformatorløs topologi blir likespenning (enten fra inngang eller konvertert fra AC) slått på og av for å lage et høyfrekvent pulset –DC-signal. På-av-tidsforholdet definerer utgangs likespenningsnivået. Dette kan betraktes som en nedtrapping. I tillegg brukes buck-omformere, boost-omformere og buck-boost-omformere for å konvertere denne pulserende likespenningen til en ønsket høyere eller lavere spenning. Denne typen omformere er utelukkende elektroniske kretser som består av transistorer, induktorer og kondensatorer.
Men design involvert i transformatorløse kretser og svitsjede strømforsyninger som bruker relativt mindre transformatorer, er billigere å produsere. Dessuten er effektiviteten høyere og størrelsen og vekten mindre.
Hva er forskjellen mellom spenningsomformer og transformator?
Voltage Converter vs Transformer |
|
| Det finnes forskjellige typer spenningsomformere for å utføre konverteringer mellom både DC- og AC-spenninger. | Transformatorer brukes kun til å konvertere vekselspenninger; de kan ikke operere i likestrøm. |
| Components | |
| Spenningsomformere er elektroniske kretser, noen ganger også utstyrt med transformatorer. | Transformatorer består av kobberspoler, terminaler og ferrittkjerner; det er en frittstående enhet. |
| Arbeidsprinsipp | |
| De fleste spenningsomformere fungerer på elektroniske prinsipper og halvledersvitsjing. | Det grunnleggende prinsippet for transformatordriften er elektromagnetisme. |
| Effektivitet | |
| Spenningsomformere har relativt høyere effektivitet på grunn av lav varmeutvikling under halvlederbytte. | Transformatorer er mindre effektive siden de har flere strømtap, inkludert høy varmeutvikling på grunn av kobber. |
| Applications | |
| Spenningsomformere brukes mest i bærbare enheter som strømadaptere, reiseadaptere osv. siden de er lettere og mindre. | Transformatorer brukes i mange applikasjoner, selv i spenningsomformere. Men hvis høyere spenninger skal konverteres, må store transformatorer brukes. |
Sammendrag – spenningsomformer vs transformator
Transformatorer og spenningsomformere er to typer strømomformerenheter. Mens en transformator er en frittstående enkeltenhet, er spenningsomformere elektroniske kretser som består av halvledere, induktorer, kondensatorer og noen ganger også transformatorer. Spenningsomformere kan brukes med DC- eller AC-inngang for å konvertere dem til enten AC eller DC. Men transformatorer kan bare ha en inngang av AC-spenninger. Dette er hovedforskjellen mellom spenningsomformer og transformator.
Last ned PDF-versjon av Voltage Converter vs Transformer
Du kan laste ned PDF-versjon av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitatnotater. Last ned PDF-versjon her Forskjellen mellom spenningsomformer og transformator.
