Forskel mellem spændingsomformer og transformer

Nøgleforskel - Spændingsomformer vs transformator
 

I praksis tilføres spænding fra mange forskellige kilder, ofte af netspændingen. Disse spændingskilder, enten vekselstrøm eller jævnstrøm, har en bestemt eller en standardværdi for spænding (for eksempel 230V i vekselstrøm og 12V jævnstrøm i et bilbatteri). Imidlertid fungerer de elektriske og elektroniske enheder ikke rigtig i disse specifikke spændinger; de er lavet til at arbejde på denne spænding ved hjælp af en spændingsomdannelsesmetode i strømforsyningen. Spændingsomformere og transformere er to typer metoder, der udfører denne spændingskonvertering. Den vigtigste forskel mellem spændingskonverter og transformer er den transformer er kun i stand til at konvertere vekselstrømspændinger hvorimod spændingsomformere er lavet til at konvertere mellem begge typer spændinger.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er en transformer
3. Hvad er en spændingsomformer
4. Sammenligning side ved side - Spændingsomformer vs transformer i tabelform
5. Resume

Hvad er en transformator?

En transformer transformerer en tidsvarierende spænding, typisk en sinusformet vekselstrømspænding. Det fungerer på principperne for elektromagnetisk induktion.

Figur 01: Transformator

Som afbildet i ovenstående figur er to ledende (normalt kobber) spoler, primær og sekundær, viklet omkring en fælles ferromagnetisk kerne. I henhold til Faradays lov om induktion producerer den varierende spænding på den primære spole en tidsvarierende strøm, der løber rundt i kernen. Dette frembringer et tidsvarierende magnetfelt, og den magnetiske flux overføres til kernen til den sekundære spole. Den tidsvarierende flux skaber en tidsvarierende strøm i den sekundære spole og følgelig en tidsvarierende spænding på den sekundære spole.

I en ideel situation, hvor der ikke opstår strømtab, er strømindgangen til den primære side lig med udgangseffekten i sekundæren. Dermed,

jeg_pV_p = Jeg_sV_s

Også,

jeg_p/JEG_s = N_s/ N_p

Dette gør spændingsomdannelsesforholdet lig med forholdet mellem antallet af omdrejninger.

V_sV_p = N_s/ N_p

For eksempel har en 230V / 12V transformer drejeforholdet på 230/12 primært til sekundært.

Ved kraftoverførsel skal den genererede spænding ved kraftværket øges for at gøre transmissionsstrømmen lav og derved gøre strømtabet lavt. Ved stationer og distributionsstationer afbrydes spændingen til fordelingsniveauet. Ved en slutapplikation som en LED-pære, skal netspændingen konverteres til ca. 12-5V DC. Step-up transformere og step-down transformere bruges til at hæve og sænke henholdsvis den primære sidespænding til sekundæren.

Hvad er en spændingsomformer?

Spændingskonvertering kunne udføres i mange former såsom AC til DC, DC til AC, AC til AC og DC til DC. Imidlertid kaldes DC til AC-konvertere normalt som invertere. Ikke desto mindre er alle disse konvertere og invertere ikke enkomponentenheder som transformere, men er elektroniske kredsløb. Disse bruges som forskellige strømforsyningsenheder.

AC til DC konvertere

Dette er den mest almindelige type spændingsomformere. Disse bruges i strømforsyningsenheder på mange apparater til at konvertere vekselstrømspænding til jævnspænding til det elektroniske kredsløb.

DC til AC Converter eller Inverter

Disse bruges mest til backup-kraftproduktion fra batteribanker og solcelleanlæg. DC-spændingen på PV-panelerne eller batterierne er inverteret til vekselstrømspænding for at forsyne husets strømforsyningssystem eller et forretningsbygning.

Figur 02: Simple DC til AC converter

AC til AC Converter

Denne type spændingsomformer bruges som rejseadaptere; de bruges også i strømforsyningsenheder på apparater fremstillet til flere lande. Da nogle lande som USA og Japan bruger 100-120V i det nationale net og nogle som Storbritannien, bruger Australien 220-240V, producenter af elektroniske apparater som tv'er, vaskemaskiner osv. Bruger denne type spændingsomformere til at ændre spændingen i lysnettet til en matchende vekselstrømspænding, før der konverteres til jævnstrøm i systemet. Rejsende, der rejser fra et land til et andet, kan muligvis have brug for rejseadaptere til forskellige lande for at få deres bærbare computere og mobilopladere til at tilpasse sig amtets netspænding.

DC til DC Converter

Denne type spændingsomformere bruges i bilens strømadaptere til at køre mobile opladere og andre elektroniske systemer på køretøjets batteri. Da batteriet normalt producerer 12V DC, kan enhederne muligvis skifte spænding fra 5V til 24V DC afhængigt af kravet.

Topologien, der bruges i disse konvertere og invertere, kan være forskellig fra hinanden. Der kan de også bruge transformatorer til at konvertere højspænding til en lavere. I en lineær jævnstrømsforsyning bruges for eksempel en transformer ved indgangen til at sænke lysnettet til et ønsket niveau. Men der er også transformer-mindre applikationer. I transformatorfri topologi tændes og slukkes DC-spænding (enten fra input eller konverteret fra AC) for at frembringe et højfrekvent puls -DC signal. On-off tidsforholdet definerer output DC-spændingsniveauet. Dette kan betragtes som en nedadgående transformation. Derudover anvendes bukkekonvertere, boostkonverter og buck-boost-konvertere til at konvertere denne pulserende jævnspænding til en ønsket højere eller lavere spænding. Denne type konvertere er udelukkende elektroniske kredsløb, der består af transistorer, induktorer og kondensatorer.

Imidlertid er konstruktioner involveret i transformatorløse kredsløb og strømforsyninger med switchet tilstand, der bruger relativt mindre transformatorer, billigere at fremstille. Derudover er deres effektivitet højere, og størrelsen og vægten er mindre.

Hvad er forskellen mellem Voltage Converter og Transformer?

Spændingsomformer vs transformer
Der er forskellige typer spændingsomformere til at udføre konvertering mellem både jævnstrøm og vekselstrømspænding.	Transformatorer bruges kun til at konvertere vekslende spændinger; de kan ikke fungere i jævnstrøm.
komponenter
Spændingsomformere er elektroniske kredsløb, som undertiden også er udstyret med transformere.	Transformatorer består af kobberspoler, terminaler og ferritkerner; det er en fristående enhed.
Arbejdsprincip
De fleste spændingskonvertere arbejder med elektroniske principper og halvlederskift.	Det grundlæggende princip for transformatorens drift er elektromagnetisme.
Effektivitet
Spændingsomformere har relativt højere effektivitet på grund af lav varmeproduktion under halvlederomskiftning.	Transformatorer er mindre effektive, da de står over for adskillige effekttab, herunder høj varmeproduktion på grund af kobber.
Applikationer
Spændingsomformere bruges mest i bærbare enheder som strømadaptere, rejseadaptere osv. Da de er lettere og mindre.	Transformere bruges i mange applikationer, selv i spændingsomformere. Hvis der imidlertid skal konverteres højere spændinger, skal store transformatorer bruges.

Resume - Spændingsomformer vs transformator

Transformere og spændingskonvertere er to typer strømkonverterenheder. Mens en transformer er en enkeltstående enhed, er spændingsomformere også elektroniske kredsløb, der består af halvledere, induktorer, kondensatorer og nogle gange endda transformere. Spændingsomformere kan bruges med DC- eller AC-indgang til at konvertere dem enten til AC eller DC. Men transformere kan kun have et input af vekselstrømspændinger. Dette er den største forskel mellem spændingskonverter og transformer.

Download PDF-version af Voltage Converter vs Transformer

Du kan downloade PDF-version af denne artikel og bruge den til offline-formål som angivet citatnotater. Download PDF-version her Forskel mellem spændingskonverter og transformer.

Reference:

1.”Transformer”. Wikipedia. Wikimedia Foundation, 7. juni 2017. Web. Tilgængelig her. 13. juni 2017.
2. ”Spændingsomformer.” Wikipedia. Wikimedia Foundation, 23. april 2017. Web. Tilgængelig her. 13. juni 2017.

Billede høflighed:

1. “Transformer3d col3” Af BillC på den engelsksprogede Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “AC-DC-converter” Af Xorx77 på engelsk Wikipedia - Overført fra en.wikipedia til Commons af Closedmouth. (Public Domain) via Commons Wikimedia