Avainero – jännitemuunnin vs muuntaja
Käytännössä jännite syötetään useista eri lähteistä, usein verkkovirrasta. Näillä jännitelähteillä, joko AC tai DC, on tietty tai vakiojännitearvo (esimerkiksi 230 V vaihtovirtaverkossa ja 12 V DC auton akussa). Sähkö- ja elektroniikkalaitteet eivät kuitenkaan todellakaan toimi näillä erityisillä jännitteillä; ne saatetaan toimimaan kyseisellä jännitteellä teholähteen jännitteenmuuntomenetelmällä. Jännitemuuntimet ja muuntajat ovat kahden tyyppisiä menetelmiä, jotka suorittavat tämän jännitteen muuntamisen. avainero jännitemuuntajan ja muuntajan välillä on se, että muuntaja pystyy muuttamaan vain vaihtovirtajännitteitä, kun taas jännitemuuntimet on tehty muuntamaan molempien jännitteiden välillä.
Mikä on Transformer?
Muuntaja muuntaa ajassa vaihtelevan jännitteen, tyypillisesti sinimuotoisen vaihtovirtajännitteen. Se toimii sähkömagneettisen induktion periaatteilla.
Kuva 01: Muuntaja
Kuten yllä olevasta kuvasta näkyy, kaksi johtavaa (yleensä kuparia) kelaa, ensisijainen ja toisio, on kiedottu yhteisen ferromagneettisen sydämen ympärille. Faradayn induktiolain mukaan ensiökäämin vaihteleva jännite tuottaa ajassa vaihtelevan virran, joka kulkee sydämen ympäri. Tämä tuottaa ajassa muuttuvan magneettikentän ja magneettivuo siirretään sydämen kautta toisiokäämiin. Ajassa muuttuva vuo luo toisiokäämiin ajallisesti muuttuvan virran ja siten toisiokäämiin ajallisesti muuttuvan jännitteen.
Ihanteellisessa tilanteessa, jossa tehohäviötä ei tapahdu, ensiöpuolen syöttöteho on yhtä suuri kuin toisiopuolen lähtöteho. Näin ollen
IpVp =IsVs
Myös, Ip/Is=Ns/N p
Tämä tekee jännitteen muuntosuhteen yhtä suureksi kuin kierrosten lukumäärän suhde.
VsVp=Ns/Np
Esimerkiksi 230 V/12 V muuntajan kääntösuhde on 230/12 ensiö-toisioon.
Tehonsiirrossa voimalaitoksen tuotettua jännitettä tulisi lisätä, jotta siirtovirta saadaan alhaiseksi, jolloin tehohäviö pienenee. Sähköasemilla ja jakeluasemilla jännite alennetaan jakelutasolle. Päätesovelluksessa, kuten LED-polttimossa, verkkovirran vaihtojännite tulee muuntaa noin 12-5 V DC:ksi. Nostomuuntajia ja alaspäinmuuntajia käytetään nostamaan ja laskemaan ensiöpuolen jännite toisiopuolelle, vastaavasti.
Mikä on jännitteenmuunnin?
Jännitemuunnos voidaan suorittaa monissa muodoissa, kuten AC:ksi DC:ksi, DC:ksi AC:ksi, AC:ksi AC:ksi ja DC:ksi DC:ksi. DC-AC-muuntimia kutsutaan kuitenkin yleensä inverttereiksi. Kaikki nämä muuntimet ja invertterit eivät kuitenkaan ole yksikomponenttisia yksiköitä kuten muuntajat, vaan ne ovat elektronisia piirejä. Näitä käytetään eri virtalähteinä.
AC–DC-muuntimet
Nämä ovat yleisimpiä jännitteenmuuntimia. Näitä käytetään monien laitteiden virtalähteissä AC-verkkojännitteen muuntamiseksi tasajännitteeksi elektroniikkapiirejä varten.
DC–AC-muunnin tai invertteri
Näitä käytetään enimmäkseen varavoimantuotannossa akkupankeista ja aurinkosähköjärjestelmistä. PV-paneelien tai akkujen tasajännite käännetään vaihtovirtajännitteeksi talon tai liikerakennuksen verkkovirran syöttämiseksi.
Kuva 02: Yksinkertainen DC-AC-muunnin
AC–AC-muunnin
Tällaista jännitteenmuuntajaa käytetään matkasovittimina; niitä käytetään myös useille maille valmistettujen laitteiden virtalähteissä. Koska jotkin maat, kuten Yhdysvallat ja Japani, käyttävät kansallisessa verkossa 100–120 V jännitettä ja toiset, kuten Iso-Britannia, Australia käyttävät 220–240 V, elektronisten laitteiden, kuten televisioiden, pesukoneiden jne. valmistajat käyttävät tämän tyyppisiä jännitteenmuuntimia muuttaakseen sähköverkon jännitettä. verkkovirta vastaavaan vaihtovirtajännitteeseen ennen muuntamista DC:ksi järjestelmässä. Maasta toiseen matkustavat saattavat tarvita matkasovittimia eri maihin, jotta kannettavat tietokoneet ja matkapuhelinlatureit mukautuisivat läänin verkkojännitteeseen.
DC–DC-muunnin
Tämän tyyppisiä jännitteenmuuntimia käytetään ajoneuvojen virtalähteissä mobiililaturien ja muiden ajoneuvojen akussa olevien elektronisten järjestelmien käyttämiseen. Koska akku tuottaa tavallisesti 12 V tasavirtaa, laitteiden on ehkä vaihdettava jännite 5 V:sta 24 V DC:iin tarpeesta riippuen.
Näissä muuntimissa ja inverttereissä käytetty topologia voi olla erilainen. Siellä he voivat myös käyttää muuntajia korkean jännitteen muuntamiseksi pienemmäksi. Esimerkiksi lineaarisessa tasavirtalähteessä käytetään muuntajaa sisääntulossa AC-sähkövirran laskemiseksi halutulle tasolle. Mutta on olemassa myös muuntajattomia sovelluksia. Muuntajattomassa topologiassa DC-jännite (joko tulosta tai muunnettu AC:sta) kytketään päälle ja pois, jotta saadaan suurtaajuinen pulssi-DC-signaali. On-off-aikasuhde määrittää ulostulon tasajännitetason. Tätä voidaan pitää alaspäin suuntautuvana muutoksena. Lisäksi käytetään buck-muuntimia, tehostinmuuntimia ja buck-boost-muuntimia tämän sykkivän tasajännitteen muuntamiseksi halutuksi korkeammaksi tai pienemmäksi jännitteeksi. Tämän tyyppiset muuntimet ovat vain elektronisia piirejä, jotka koostuvat transistoreista, induktoreista ja kondensaattoreista.
Suhteellisen pienempiä muuntajia käyttävät mallit, joissa käytetään muuntajattomia piirejä ja hakkuriteholähteitä, ovat kuitenkin halvempia valmistaa. Lisäksi niiden tehokkuus on suurempi ja koko ja paino pienempi.
Mitä eroa on jännitemuuntimella ja muuntajilla?
Jännitemuunnin vs muuntaja |
|
| On olemassa erilaisia jännitteenmuuntimia, jotka tekevät muunnoksia sekä tasa- että vaihtojännitteiden välillä. | Muuntajia käytetään vain vaihtojännitteiden muuntamiseen; ne eivät voi toimia tasavirralla. |
| Komponentit | |
| Jännitemuuntimet ovat elektronisia piirejä, joissa on joskus myös muuntajia. | Muuntajat koostuvat kuparikäämeistä, liittimistä ja ferriittiytimistä; se on erillinen laite. |
| Toimintaperiaate | |
| Useimmat jännitteenmuuntimet toimivat elektronisilla periaatteilla ja puolijohdekytkennällä. | Muuntajan toiminnan perusperiaate on sähkömagnetismi. |
| Tehokkuus | |
| Jännitemuuntajien hyötysuhde on verrattain korkeampi, koska puolijohdekytkennän aikana syntyy vähän lämpöä. | Muuntajat ovat vähemmän tehokkaita, koska niissä on useita tehohäviöitä, mukaan lukien kuparin aiheuttama korkea lämmöntuotanto. |
| Applications | |
| Jännitemuuntajia käytetään enimmäkseen kannettavissa laitteissa, kuten verkkolaitteissa, matkasovittimissa jne., koska ne ovat kevyempiä ja pienempiä. | Muuntajia käytetään monissa sovelluksissa, jopa jännitteenmuuntimissa. Jos kuitenkin halutaan muuntaa suurempia jännitteitä, on käytettävä suuria muuntajia. |
Yhteenveto – Jännitteenmuunnin vs muuntaja
Muuntajat ja jännitemuuntimet ovat kahden tyyppisiä tehonmuuntimia. Vaikka muuntaja on erillinen yksittäinen laite, jännitemuuntimet ovat elektronisia piirejä, jotka koostuvat puolijohteista, induktoreista, kondensaattoreista ja joskus jopa muuntajista. Jännitteenmuuntimia voidaan käyttää DC- tai AC-tulon kanssa niiden muuntamiseksi joko AC- tai DC-muotoon. Mutta muuntajilla voi olla vain vaihtovirtajännite. Tämä on tärkein ero jännitemuuntajan ja muuntajan välillä.
Lataa PDF-versio Voltage Converter vs Transformerista
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Ero jännitemuuntimen ja muuntajan välillä.
