Käytännössä jännite syötetään monista erolähteistä, usein verkkovirralla. Näillä jännitelähteillä, joko vaihtovirta- tai tasavirta-, on tietty tai vakiojännitearvo (esimerkiksi 230 V vaihtovirtaverkossa ja 12 V tasavirta autoakussa). Sähkö- ja elektroniikkalaitteet eivät kuitenkaan oikein toimi näissä erityisjännitteissä; ne saadaan toimimaan tällä jännitteellä virtalähteen jännitteenmuunnosmenetelmällä. Jännitemuuntajat ja muuntajat ovat kahta tyyppiä menetelmiä, jotka suorittavat tämän jännitteen muuntamisen. Avainero jännitemuuntimen ja muuntajan välillä on se muuntaja pystyy muuntamaan vain vaihtojännitteet taas jännitemuuntimet on valmistettu muuntamaan molemmat jännitetyypit.
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on muuntaja
3. Mikä on jännitemuunnin
4. Vertailu rinnakkain - jännitemuunnin vs. muuntaja taulukkomuodossa
5. Yhteenveto
Muuntaja muuntaa aikavaihtelevan jännitteen, tyypillisesti sinimuotoisen vaihtojännitteen. Se toimii sähkömagneettisen induktion periaatteilla.
Kuva 01: muuntaja
Kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty, kaksi johtavaa (yleensä kupari) kelaa, primaarinen ja toissijainen, on kierretty yhteisen ferromagneettisen ytimen ympärille. Faradayn induktiolain mukaan primäärikäämin vaihteleva jännite tuottaa ajan muuttuvan virran, joka kulkee ytimen ympärillä. Tämä tuottaa ajan vaihtelevan magneettikentän ja magneettinen flux siirtyy ytimen läpi toissijaiseen kelaan. Aikavaihteleva vuo luo aikavaihtelevan virran toisiokäämissä ja siten aikavaihtelevan jännitteen toisiokelassa..
Ihanteellisessa tilanteessa, jossa virtahäviötä ei tapahdu, ensiöpuolen tehotulo on yhtä suuri kuin toissijaisen lähtöteho. Täten,
minäpVp = MinäsVs
Myös,
minäp/ Is = Ns/ N-p
Tämä tekee jännitteen muuntamissuhteesta saman verran kierrosten lukumäärää.
VsVp = N-s/ N-p
Esimerkiksi 230V / 12V-muuntajan käännössuhde on 230/12 primaarista toissijaiseen.
Voimansiirrossa voimalaitoksella tuotettua jännitettä tulisi lisätä, jotta siirtovirta saadaan pieneksi, jolloin tehonhäviö pienenee. Sähköasemilla ja jakeluasemilla jännite vaihdetaan jakelutasolle. Päätesovelluksessa, kuten LED-lamppu, verkkovirtajännite tulisi muuntaa noin 12–5 V DC: ksi. Askelmuuntajat ja askelmuuntavat muuntajat käytetään nostamaan ja laskemaan ensiöpuolen jännitettä toissijaiseen.
Jännitteen muuntaminen voitaisiin suorittaa monissa muodoissa, kuten vaihtovirta DC: ksi, DC: stä vaihtovirtaan, vaihtovirta vaihtovirtaksi DC: ksi ja DC: stä DC: hen. DC / AC-muuntimia kutsutaan kuitenkin yleensä inverttereiksi. Siitä huolimatta, kaikki nämä muuntimet ja invertterit eivät ole yksikomponenttisia yksiköitä, kuten muuntajat, vaan ovat elektronisia piirejä. Niitä käytetään eri virtalähteinä.
Nämä ovat yleisimpiä jännitemuuntajien tyyppejä. Niitä käytetään monien laitteiden virransyöttöyksiköissä vaihtovirran verkkojännitteen muuntamiseksi tasavirtajännitteeksi elektroniselle piirille.
Niitä käytetään enimmäkseen varavoimantuotannossa akkupankeista ja aurinkosähköjärjestelmistä. PV-paneelien tai paristojen tasajännite muunnetaan vaihtojännitteeksi talon tai liikerakennuksen verkkovirtajärjestelmän syöttämiseksi.
Kuva 02: Yksinkertainen DC / AC-muunnin
Tämän tyyppistä jännitemuuntajaa käytetään matka-adapterina; niitä käytetään myös moniin maihin valmistettujen laitteiden virtalähdeyksiköissä. Koska jotkut maat, kuten USA ja Japani, käyttävät 100-120 V kansallisessa verkossa, ja jotkut kuten Iso-Britannia, Australia käyttävät 220-240 V, elektroniikkalaitteiden, kuten televisioiden, pesukoneiden, jne. Valmistajat käyttävät tämän tyyppisiä jännitemuuntajia vaihtamaan verkkovirta vastaavalle vaihtojännitteelle ennen muuntoa järjestelmässä tasavirtaksi. Maasta toiseen kulkevat matkustajat saattavat tarvita eri maiden matkasovittimia, jotta kannettavat tietokoneet ja matkapuhelimen laturit mukautuvat läänin verkkojännitteeseen.
Tämän tyyppisiä jännitemuuntajia käytetään ajoneuvojen virtalähteissä mobiililatureiden ja muiden elektronisten järjestelmien käyttämiseen ajoneuvon akussa. Koska akku tuottaa yleensä 12 V: n tasavirtaa, laitteiden on ehkä vaihdettava jännite 5 V: sta 24 V: n tasavirtaan vaatimuksesta riippuen.
Näissä muuntimissa ja inverttereissä käytetty topologia voi olla erilainen. Siellä he voivat käyttää muuntajaa myös muuntaakseen korkeajännitteen alempaan. Esimerkiksi lineaarisessa tasavirtavirtalähteessä tulossa käytetään muuntajaa vaihtovirtaverkon laskemiseksi halutulle tasolle. Mutta on myös muuntajavapaita sovelluksia. Muuntajattomassa topologiassa tasajännite (joko tulosta tai muunnettuna vaihtovirtaan) kytketään päälle ja pois päältä, jotta saadaan korkeataajuinen pulssitettu -DC-signaali. Päälle-pois-aika-suhde määrittää lähtö-DC-jännitetason. Tätä voidaan pitää muuttuvana askeleena alaspäin. Lisäksi buck-muuntimia, lisäysmuuntajia ja buck-boost-muuntimia käytetään muuntamaan tämä sykkivä DC-jännite halutuksi korkeammaksi tai matalaksi jännitteeksi. Tämän tyyppiset muuntimet ovat yksinomaan transistoreista, induktoreista ja kondensaattoreista koostuvia elektronisia piirejä.
Kuitenkin mallit, jotka osallistuvat muuntajattomiin piireihin ja kytkettyjen moodien virtalähteisiin, jotka käyttävät suhteellisen pieniä muuntajia, ovat halvempia tuottaa. Lisäksi niiden hyötysuhde on suurempi ja koko ja paino pienemmät.
Jännitemuunnin vs. muuntaja | |
Jännitemuuntimia on erityyppisiä muuntojen suorittamiseksi sekä tasa- että vaihtojännitteen välillä. | Muuntajia käytetään vain vaihtojännitteiden muuntamiseen; ne eivät voi toimia tasavirralla. |
komponentit | |
Jännitemuuntimet ovat elektronisia piirejä, joissa on joskus myös muuntajat. | Muuntajat koostuvat kuparikäämeistä, liittimistä ja ferriittisydämeistä; se on itsenäinen laite. |
Toimintaperiaate | |
Suurin osa jännitemuuntajista työskentelee elektronisissa periaatteissa ja puolijohdekytkimissä. | Muuntajan toiminnan perusperiaate on sähkömagneettisuus. |
tehokkuus | |
Jännitemuuntajilla on suhteellisen korkeampi hyötysuhde johtuen alhaisesta lämmöntuotannosta puolijohdekytkennän aikana. | Muuntajat ovat vähemmän tehokkaita, koska niissä on useita tehonmenetyksiä, mukaan lukien kuparin aiheuttama korkea lämmöntuotanto. |
Sovellukset | |
Jännitemuuntimia käytetään enimmäkseen kannettavissa laitteissa, kuten virtasovittimissa, matka-adapterissa jne., Koska ne ovat kevyempiä ja pienempiä. | Muuntajia käytetään monissa sovelluksissa, jopa jännitemuuntajissa. Jos kuitenkin halutaan muuntaa suurempia jännitteitä, on käytettävä suuria muuntajia. |
Muuntajat ja jännitemuuntimet ovat kahden tyyppisiä virtamuuntajalaitteita. Vaikka muuntaja on itsenäinen yksittäinen laite, jännitemuuntimet ovat elektronisia piirejä, jotka koostuvat puolijohteista, induktoreista, kondensaattoreista ja joskus jopa muunnoksista. Jännitemuuntajia voidaan käyttää tasavirta- tai vaihtovirtavirtalähteen kanssa niiden muuntamiseksi joko vaihtovirta- tai tasavirtaksi. Muuntajissa voi kuitenkin olla vain vaihtojännitteen tulo. Tämä on tärkein ero jännitemuuntimen ja muuntajan välillä.
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautusten mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Jännitemuuntimen ja muuntajan välinen ero.
1.”Transformer.” Wikipedia. Wikimedia-säätiö, 7. kesäkuuta 2017. Web. Saatavilla täältä. 13. kesäkuuta 2017.
2. ”Jännitemuunnin.” Wikipedia. Wikimedia-säätiö, 23. huhtikuuta 2017. Web. Saatavilla täältä. 13. kesäkuuta 2017.
1. ”Transformer3d col3”, kirjoittanut BillC englanninkielisessä Wikipediassa (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
2. “AC-DC-muunnin” kirjoittanut Xorx77 englanniksi Wikipediassa - Closedmouth siirtää en.wikipediasta Commonsiin. (Public Domain) Commons-Wikimedian kautta