Hauptunterschied - Spannungswandler gegen Transformator
In der Praxis wird die Spannung von vielen Differenzquellen geliefert, häufig von der Netzstromversorgung. Diese Spannungsquellen, entweder Wechselstrom oder Gleichstrom, haben einen bestimmten oder einen Standardspannungswert (z. B. 230 V im Wechselstromnetz und 12 V Gleichstrom in einer Autobatterie). Die elektrischen und elektronischen Geräte arbeiten jedoch bei diesen spezifischen Spannungen nicht wirklich. Sie werden durch ein Spannungsumwandlungsverfahren in der Stromversorgung dazu gebracht, an dieser Spannung zu arbeiten. Spannungswandler und Transformatoren sind zwei Arten von Methoden, die diese Spannungsumwandlung durchführen. Der Hauptunterschied zwischen Spannungswandler und Transformator besteht darin, dass der Transformator nur Wechselspannungen umwandeln kann, während Spannungswandler für die Umwandlung zwischen beiden Spannungsarten ausgelegt sind.
INHALT
1. Übersicht und Hauptunterschied
2. Was ist ein Transformator
? 3. Was ist ein Spannungswandler?
4. Vergleich nebeneinander - Spannungswandler gegen Transformator in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung
Was ist ein Transformator?
Ein Transformator wandelt eine zeitlich veränderliche Spannung um, typischerweise eine sinusförmige Wechselspannung. Es arbeitet nach den Prinzipien der elektromagnetischen Induktion.
Abbildung 01: Transformator
Wie in der obigen Abbildung dargestellt, sind zwei leitende (normalerweise Kupfer-) Spulen, primäre und sekundäre, um einen gemeinsamen ferromagnetischen Kern gewickelt. Gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz erzeugt die variierende Spannung an der Primärspule einen zeitlich variierenden Strom, der um den Kern fließt. Dies erzeugt ein zeitlich veränderliches Magnetfeld und der Magnetfluss wird durch den Kern zur Sekundärspule übertragen. Der zeitlich veränderliche Fluss erzeugt einen zeitveränderlichen Strom in der Sekundärspule und folglich eine zeitveränderliche Spannung in der Sekundärspule.
In einer idealen Situation, in der kein Leistungsverlust auftritt, ist die Leistungsaufnahme auf der Primärseite gleich der Ausgangsleistung auf der Sekundärseite. So, I p V p = I s V s
Ebenfalls, I p / I s = N s / N p
Dies macht das Spannungsumwandlungsverhältnis gleich dem Verhältnis der Anzahl der Windungen.
V s V p = N s / N p
Beispielsweise hat ein 230V / 12V-Transformator das Übersetzungsverhältnis von 230/12 primär zu sekundär.
Bei der Energieübertragung sollte die im Kraftwerk erzeugte Spannung erhöht werden, um den Übertragungsstrom niedrig zu machen, wodurch der Leistungsverlust gering wird. An Umspannwerken und Verteilerstationen wird die Spannung auf die Verteilungsebene herabgesetzt. Bei einer Endanwendung wie einer LED-Lampe sollte die Netzwechselspannung auf ca. 12-5 V DC umgewandelt werden. Aufwärtstransformatoren und Abwärtstransformatoren werden verwendet, um die primärseitige Spannung in die sekundäre zu erhöhen bzw. abzusenken.
Was ist ein Spannungswandler?
Die Spannungsumwandlung kann in vielen Formen durchgeführt werden, wie z. B. Wechselstrom zu Gleichstrom, Gleichstrom zu Wechselstrom, Wechselstrom zu Wechselstrom und Gleichstrom zu Gleichstrom. DC / AC-Wandler werden jedoch normalerweise als Wechselrichter bezeichnet. Trotzdem sind alle diese Wandler und Wechselrichter keine Einkomponenten wie Transformatoren, sondern elektronische Schaltungen. Diese werden als unterschiedliche Netzteile verwendet.
AC / DC-Wandler
Dies sind die gängigsten Arten von Spannungswandlern. Diese werden in Netzteilen vieler Geräte verwendet, um Wechselstrom in Gleichspannung für die elektronische Schaltung umzuwandeln.
DC / AC-Wandler oder Wechselrichter
Diese werden hauptsächlich zur Notstromerzeugung aus Batteriebänken und Photovoltaikanlagen verwendet. Die Gleichspannung der PV-Module oder Batterien wird in Wechselspannung umgewandelt, um das Stromnetz des Hauses oder eines Geschäftsgebäudes zu versorgen.
Abbildung 02: Einfacher DC / AC-Wandler
Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler
Diese Art von Spannungswandler wird als Hubadapter verwendet; Sie werden auch in Netzteilen von Geräten für mehrere Länder verwendet. Da einige Länder wie die USA und Japan 100-120 V im nationalen Netz und andere wie Großbritannien, Australien 220-240 V verwenden, verwenden Hersteller von elektronischen Geräten wie Fernsehgeräten, Waschmaschinen usw. diese Art von Spannungswandlern, um die Spannung des zu ändern Vor der Umwandlung in Gleichstrom im System an eine passende Wechselspannung anschließen. Reisende, die von einem Land in ein anderes reisen, benötigen möglicherweise Reiseadapter für verschiedene Länder, damit sich ihre Laptops und mobilen Ladegeräte an die Netzspannung des Landkreises anpassen können.
DC / DC-Wandler
Diese Art von Spannungswandlern wird in Fahrzeugstromadaptern verwendet, um mobile Ladegeräte und andere elektronische Systeme mit der Fahrzeugbatterie zu betreiben. Da die Batterie normalerweise 12 V DC erzeugt, müssen die Geräte je nach Anforderung möglicherweise die Spannung von 5 V auf 24 V DC ändern.
Die in diesen Wandlern und Wechselrichtern verwendete Topologie kann von einem zum anderen unterschiedlich sein. Dort können sie auch Transformatoren verwenden, um Hochspannung in eine niedrigere umzuwandeln. Beispielsweise wird bei einer linearen Gleichstromversorgung am Eingang ein Transformator verwendet, um das Wechselstromnetz auf einen gewünschten Pegel abzusenken. Es gibt aber auch transformatorlose Anwendungen. In einer transformatorlosen Topologie wird die Gleichspannung (entweder vom Eingang oder vom Wechselstrom umgewandelt) ein- und ausgeschaltet, um ein hochfrequentes gepulstes DC-Signal zu erzeugen. Das Ein-Aus-Zeitverhältnis definiert den Ausgangsgleichspannungspegel. Dies kann als Abwärtstransformation betrachtet werden. Zusätzlich werden Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller und Tiefsetzsteller verwendet, um diese pulsierende Gleichspannung in eine gewünschte höhere oder niedrigere Spannung umzuwandeln. Diese Art von Wandlern sind ausschließlich elektronische Schaltungen, die aus Transistoren, Induktivitäten,und Kondensatoren.
Konstruktionen für transformatorlose Schaltungen und Schaltnetzteile, die vergleichsweise kleinere Transformatoren verwenden, sind jedoch billiger herzustellen. Darüber hinaus ist ihre Effizienz höher und die Größe und das Gewicht sind geringer.
Was ist der Unterschied zwischen Spannungswandler und Transformator?
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Spannungswandler gegen Transformator |
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| Es gibt verschiedene Arten von Spannungswandlern, um sowohl Gleich- als auch Wechselspannungen umzuwandeln. | Transformatoren werden nur zur Umwandlung von Wechselspannungen verwendet. Sie können nicht mit Gleichstrom betrieben werden. |
| Komponenten | |
| Spannungswandler sind elektronische Schaltungen, die manchmal auch mit Transformatoren ausgestattet sind. | Transformatoren bestehen aus Kupferspulen, Anschlüssen und Ferritkernen. Es ist ein eigenständiges Gerät. |
| Arbeitsprinzip | |
| Die meisten Spannungswandler arbeiten nach elektronischen Prinzipien und Halbleiterschalten. | Das Grundprinzip des Transformatorbetriebs ist der Elektromagnetismus. |
| Effizienz | |
| Spannungswandler haben aufgrund der geringen Wärmeerzeugung beim Halbleiterschalten einen vergleichsweise höheren Wirkungsgrad. | Transformatoren sind weniger effizient, da sie mehreren Leistungsverlusten ausgesetzt sind, einschließlich einer hohen Wärmeerzeugung aufgrund von Kupfer. |
| Anwendungen | |
| Spannungswandler werden hauptsächlich in tragbaren Geräten wie Netzteilen, Reiseadaptern usw. verwendet, da sie leichter und kleiner sind. | Transformatoren werden in vielen Anwendungen eingesetzt, auch in Spannungswandlern. Wenn jedoch höhere Spannungen umgewandelt werden sollen, müssen große Transformatoren verwendet werden. |
Zusammenfassung - Spannungswandler gegen Transformator
Transformatoren und Spannungswandler sind zwei Arten von Stromrichtern. Während ein Transformator ein eigenständiges Einzelgerät ist, sind Spannungswandler elektronische Schaltungen, die aus Halbleitern, Induktivitäten, Kondensatoren und manchmal sogar Transformatoren bestehen. Spannungswandler können mit DC- oder AC-Eingang verwendet werden, um sie entweder in AC oder DC umzuwandeln. Transformatoren können jedoch nur Wechselspannungseingänge haben. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Spannungswandler und Transformator.
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