Differenza tra convertitore di tensione e trasformatore

Differenza chiave - Convertitore di tensione e trasformatore
 

In pratica, la tensione viene fornita da molte fonti di differenza, spesso dalla rete elettrica. Quelle sorgenti di tensione, AC o DC, hanno un valore specifico o un valore standard di tensione (ad esempio, 230 V in rete CA e 12 V CC in una batteria dell'auto). Tuttavia, i dispositivi elettrici ed elettronici non funzionano veramente con queste tensioni specifiche; sono fatti funzionare su quella tensione da un metodo di conversione di tensione nell'alimentazione elettrica. Convertitori di tensione e trasformatori sono due tipi di metodi che eseguono questa conversione di tensione. La differenza principale tra convertitore di tensione e trasformatore è quella il trasformatore è in grado di convertire solo tensioni CA. mentre i convertitori di tensione sono fatti per convertire tra entrambi i tipi di tensioni.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è un trasformatore
3. Cos'è un convertitore di tensione
4. Confronto fianco a fianco - Convertitore di tensione vs Trasformatore in forma tabulare
5. Sommario

Cos'è un trasformatore?

Un trasformatore trasforma una tensione variabile nel tempo, tipicamente una tensione CA sinusoidale. Funziona sui principi dell'induzione elettromagnetica.

Figura 01: trasformatore

Come illustrato nella figura sopra, due bobine conduttive (in genere di rame), primarie e secondarie, sono avvolte attorno a un nucleo ferromagnetico comune. Secondo la legge di induzione di Faraday, la tensione variabile sulla bobina primaria produce una corrente variabile nel tempo che circonda il nucleo. Questo produce un campo magnetico variabile nel tempo e il flusso magnetico viene trasferito attraverso il nucleo alla bobina secondaria. Il flusso variabile nel tempo crea una corrente variabile nel tempo nella bobina secondaria e di conseguenza una tensione variabile nel tempo sulla bobina secondaria.

In una situazione ideale in cui non si verifica alcuna perdita di potenza, la potenza in ingresso sul lato primario è uguale alla potenza di uscita sul secondario. così,

io_pV_p = I_SV_S

Anche,

io_p/IO_S = N_S/ N_p

Questo rende il rapporto di conversione della tensione uguale al rapporto del numero di giri.

V_SV_p = N_S/ N_p

Ad esempio, un trasformatore da 230 V / 12 V ha il rapporto di rotazione da 230/12 primario a secondario.

Nella trasmissione di potenza, la tensione generata nella centrale elettrica deve essere aumentata per ridurre la corrente di trasmissione, riducendo così la potenza dissipata. Nelle sottostazioni e nelle stazioni di distribuzione, la tensione viene ridotta al livello di distribuzione. In un'applicazione finale come una lampadina a LED, la tensione CA di rete deve essere convertita a circa 12-5 V CC. Trasformatori intensi e trasformatori step-down sono usati per alzare e abbassare la tensione del lato primario nel secondario, rispettivamente.

Cos'è un convertitore di tensione?

La conversione di tensione può essere eseguita in molte forme, come da CA a CC, da CC a CA, da CA a CA e da CC a CC. Tuttavia, i convertitori da DC a AC vengono solitamente chiamati come inverter. Tuttavia, tutti questi convertitori e invertitori non sono unità monocomponenti come i trasformatori, ma sono circuiti elettronici. Questi sono usati come unità di alimentazione differenti.

Convertitori da AC a DC

Questi sono il tipo più comune di convertitori di tensione. Questi sono utilizzati in unità di alimentazione di molti apparecchi per convertire la tensione di rete CA in tensione CC per i circuiti elettronici.

Convertitore da CC a CA o inverter

Questi sono utilizzati principalmente nella generazione di energia di riserva da banchi di batterie e sistemi solari fotovoltaici. La tensione CC dei pannelli fotovoltaici o delle batterie è invertita alla tensione CA per alimentare il sistema di alimentazione di rete della casa o di un edificio commerciale.

Figura 02: Convertitore da DC a CA semplice

Convertitore da AC a AC

Questo tipo di convertitore di tensione è utilizzato come adattatori di viaggio; sono anche utilizzati in unità di alimentazione di apparecchi realizzati per più paesi. Poiché alcuni paesi come USA e Giappone usano 100-120 V nella rete nazionale e alcuni come il Regno Unito, l'Australia usa 220-240 V, i produttori di apparecchi elettronici come TV, lavatrici, ecc. Usano questo tipo di convertitori di tensione per cambiare la tensione del collegare la rete a una tensione CA corrispondente prima di convertirla in CC nel sistema. I viaggiatori che vanno da un paese all'altro potrebbero aver bisogno di adattatori di viaggio per i diversi paesi per far sì che i loro laptop e caricatori mobili si adattino alla tensione di rete della contea.

Convertitore da CC a CC

Questo tipo di convertitori di tensione viene utilizzato negli adattatori di alimentazione per veicoli per caricare caricabatterie mobili e altri sistemi elettronici sulla batteria del veicolo. Poiché la batteria di solito produce 12 V CC, i dispositivi potrebbero dover cambiare la tensione da 5 V a 24 V CC a seconda del requisito.

La topologia utilizzata in questi convertitori e invertitori può essere diversa da uno all'altro. Lì, possono usare anche i trasformatori per convertire l'alta tensione in una più bassa. Ad esempio, in un alimentatore CC lineare, all'ingresso viene utilizzato un trasformatore per abbassare la rete CA a un livello desiderato. Ma ci sono anche applicazioni senza trasformatore. Nella topologia senza trasformatore, la tensione CC (proveniente dall'ingresso o convertita da CA) viene attivata e disattivata per generare un segnale a impulsi ad alta frequenza. Il rapporto tempo on-off definisce il livello di tensione CC in uscita. Questo può essere considerato una trasformazione step-down. Inoltre, convertitori buck, convertitori boost e convertitori buck-boost vengono impiegati nella conversione di questa tensione continua pulsante in una desiderata tensione superiore o inferiore. Questi tipi di convertitori sono esclusivamente circuiti elettronici costituiti da transistor, induttori e condensatori.

Tuttavia, le progettazioni coinvolte in circuiti senza trasformatore e alimentatori in modalità commutata che utilizzano trasformatori relativamente più piccoli sono meno costosi da produrre. Inoltre, la loro efficienza è più elevata e le dimensioni e il peso sono inferiori.

Qual è la differenza tra Convertitore di tensione e Trasformatore?

Convertitore di tensione vs trasformatore
Esistono diversi tipi di convertitori di tensione per eseguire conversioni tra tensioni CC e CA..	I trasformatori sono usati solo per convertire tensioni alternate; non possono operare in corrente continua.
componenti
I convertitori di tensione sono circuiti elettronici, talvolta dotati anche di trasformatori.	I trasformatori sono costituiti da bobine di rame, terminali e nuclei di ferrite; è un dispositivo stand-alone.
Principio di funzionamento
La maggior parte dei convertitori di tensione funziona con i principi elettronici e la commutazione dei semiconduttori.	Il principio di base dell'operazione del trasformatore è l'elettromagnetismo.
Efficienza
I convertitori di tensione hanno un'efficienza comparativamente superiore a causa della bassa generazione di calore durante la commutazione dei semiconduttori.	I trasformatori sono meno efficienti dal momento che devono affrontare diverse perdite di potenza, compresa l'elevata generazione di calore dovuta al rame.
applicazioni
I convertitori di tensione sono utilizzati principalmente in dispositivi portatili come adattatori di alimentazione, adattatori da viaggio, ecc. Poiché sono più leggeri e più piccoli.	I trasformatori sono utilizzati in molte applicazioni, anche nei convertitori di tensione. Tuttavia, se devono essere convertite tensioni più elevate, è necessario utilizzare trasformatori di grandi dimensioni.

Riepilogo - Convertitore di tensione vs trasformatore

Trasformatori e convertitori di tensione sono due tipi di dispositivi di conversione di potenza. Mentre un trasformatore è un singolo dispositivo autonomo, i convertitori di tensione sono circuiti elettronici costituiti da semiconduttori, induttori, condensatori e talvolta anche trasformatori. I convertitori di tensione possono essere utilizzati con ingresso CC o CA per convertirli in CA o CC. Ma i trasformatori possono avere solo un ingresso di tensioni AC. Questa è la differenza principale tra convertitore di tensione e trasformatore.

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Riferimento:

1. "Trasformatore". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 07 giugno 2017. Web. Disponibile qui. 13 giugno 2017.
2. "Convertitore di tensione." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 23 Apr. 2017. Web. Disponibile qui. 13 giugno 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "Transformer3d col3" di BillC nella lingua inglese di Wikipedia (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia
2. "Convertitore AC-DC" di Xorx77 su Wikipedia in inglese - Trasferito da en.wikipedia a Commons da Closedmouth. (Dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia