تفاوت کلید - مبدل ولتاژ در مقابل ترانسفورماتور
در عمل، ولتاژ از بسیاری از منابع مختلف، اغلب توسط برق اصلی تامین می شود. این منابع ولتاژ، AC یا DC، دارای یک مقدار مشخص یا استاندارد ولتاژ هستند (به عنوان مثال، 230 ولت در شبکه AC و 12 ولت DC در باتری ماشین). با این حال، دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی واقعاً در این ولتاژهای خاص کار نمی کنند. آنها برای کار بر روی آن ولتاژ با روش تبدیل ولتاژ در منبع تغذیه ساخته می شوند. مبدل ولتاژ و ترانسفورماتور دو نوع روشی هستند که این تبدیل ولتاژ را انجام می دهند. تفاوت اصلی بین مبدل ولتاژ و ترانسفورماتور این است که ترانسفورماتور فقط قادر به تبدیل ولتاژ AC است در حالی که مبدل های ولتاژ برای تبدیل بین هر دو نوع ولتاژ ساخته شده اند.
ترانسفورماتور چیست؟
یک ترانسفورماتور ولتاژ متغیر زمانی را تغییر می دهد، معمولاً یک ولتاژ AC سینوسی. این بر اساس اصول القای الکترومغناطیسی کار می کند.
شکل 01: ترانسفورماتور
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، دو سیم پیچ رسانا (معمولا مسی)، اولیه و ثانویه، به دور یک هسته فرومغناطیسی مشترک پیچیده شده اند. طبق قانون القایی فارادی، ولتاژ متغیر روی سیم پیچ اولیه، جریانی با زمان متغیر تولید می کند که در اطراف هسته جریان دارد. این یک میدان مغناطیسی متغیر با زمان تولید می کند و شار مغناطیسی از طریق هسته به سیم پیچ ثانویه منتقل می شود. شار متغیر زمانی یک جریان متغیر با زمان در سیم پیچ ثانویه و در نتیجه ولتاژ متغیر با زمان در سیم پیچ ثانویه ایجاد می کند.
در یک موقعیت ایده آل که هیچ افت توانی رخ نمی دهد، برق ورودی به سمت اولیه برابر با توان خروجی در ثانویه است. بنابراین،
IpVp =IsVs
همچنین،
Ip/Is=Ns/N p
این باعث می شود نسبت تبدیل ولتاژ برابر با نسبت تعداد دورها باشد.
VsVp=Ns/Np
برای مثال، یک ترانسفورماتور 230 ولت/12 ولت دارای نسبت چرخش 230/12 اولیه به ثانویه است.
در انتقال نیرو، ولتاژ تولید شده در نیروگاه باید افزایش یابد تا جریان انتقال کم شود و در نتیجه تلفات برق کم شود. در پست ها و ایستگاه های توزیع، ولتاژ به سطح توزیع کاهش می یابد. در یک برنامه نهایی مانند یک لامپ LED، ولتاژ AC اصلی باید به حدود 12-5 ولت DC تبدیل شود. ترانسفورماتورهای افزایش دهنده و ترانسفورماتورهای کاهنده به ترتیب برای افزایش و کاهش ولتاژ سمت اولیه به ثانویه استفاده می شوند.
مبدل ولتاژ چیست؟
تبدیل ولتاژ را می توان به اشکال مختلفی مانند AC به DC، DC به AC، AC به AC و DC به DC انجام داد. با این حال، مبدل های DC به AC معمولاً اینورتر نامیده می شوند. با این وجود، همه این مبدل ها و اینورترها مانند ترانسفورماتورها واحدهای تک جزئی نیستند، بلکه مدارهای الکترونیکی هستند. اینها به عنوان واحدهای منبع تغذیه مختلف استفاده می شوند.
مبدل AC به DC
اینها رایج ترین نوع مبدل های ولتاژ هستند. اینها در واحدهای منبع تغذیه بسیاری از لوازم خانگی برای تبدیل ولتاژ شبکه AC به ولتاژ DC برای مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند.
مبدل DC به AC یا اینورتر
اینها بیشتر در تولید برق پشتیبان از بانک های باتری و سیستم های فتوولتائیک خورشیدی استفاده می شوند. ولتاژ DC پانل‌های PV یا باتری‌ها به ولتاژ AC معکوس می‌شود تا سیستم برق اصلی خانه یا یک ساختمان تجاری را تامین کند.
شکل 02: مبدل ساده DC به AC
تبدیل AC به AC
این نوع مبدل ولتاژ به عنوان آداپتور مسافرتی استفاده می شود. آنها همچنین در واحدهای منبع تغذیه لوازم خانگی ساخته شده برای چند کشور استفاده می شوند. از آنجایی که برخی از کشورها مانند ایالات متحده آمریکا و ژاپن از ولتاژ 100-120 ولت در شبکه ملی و برخی مانند انگلستان استفاده می کنند، استرالیا از 220-240 ولت استفاده می کند، تولید کنندگان لوازم الکترونیکی مانند تلویزیون، ماشین لباسشویی و غیره از این نوع مبدل های ولتاژ برای تغییر ولتاژ استفاده می کنند. قبل از تبدیل به DC در سیستم، به یک ولتاژ متناظر AC منطبق می شود. مسافرانی که از کشوری به کشور دیگر می‌روند ممکن است به آداپتورهای مسافرتی برای کشورهای مختلف نیاز داشته باشند تا لپ‌تاپ و شارژرهای موبایل خود را با ولتاژ شبکه منطقه تطبیق دهند.
تبدیل DC به DC
این نوع مبدل های ولتاژ در آداپتورهای برق خودرو برای اجرای شارژرهای موبایل و سایر سیستم های الکترونیکی روی باتری خودرو استفاده می شود. از آنجایی که باتری معمولاً 12 ولت DC تولید می کند، ممکن است دستگاه ها بسته به نیاز، ولتاژ را از 5 ولت به 24 ولت DC تغییر دهند.
توپولوژی مورد استفاده در این مبدل ها و اینورترها ممکن است از یکی به دیگری متفاوت باشد. در آنجا، ممکن است از ترانسفورماتورها نیز برای تبدیل ولتاژ بالا به ولتاژ پایین تر استفاده کنند. به عنوان مثال، در یک منبع تغذیه DC خطی، یک ترانسفورماتور در ورودی استفاده می شود تا شبکه AC را به سطح دلخواه کاهش دهد. اما، کاربردهای بدون ترانسفورماتور نیز وجود دارد. در توپولوژی بدون ترانسفورماتور، ولتاژ DC (از ورودی یا تبدیل از AC) روشن و خاموش می شود تا سیگنال DC پالسی با فرکانس بالا ایجاد شود. نسبت زمان روشن و خاموش، سطح ولتاژ DC خروجی را مشخص می کند. این را می توان به عنوان یک تحول گام به گام در نظر گرفت. علاوه بر این، مبدل های باک، مبدل های تقویت کننده و مبدل های باک بوست برای تبدیل این ولتاژ DC ضربانی به ولتاژ بالاتر یا پایین تر مورد نظر استفاده می شوند. این نوع مبدل ها فقط مدارهای الکترونیکی هستند که از ترانزیستورها، سلف ها و خازن ها تشکیل شده اند.
با این حال، طراحی های درگیر در مدارهای بدون ترانسفورماتور و منابع تغذیه حالت سوئیچ که از ترانسفورماتورهای نسبتاً کوچکتر استفاده می کنند ارزان تر هستند. علاوه بر این، کارایی آنها بیشتر است و اندازه و وزن آنها کمتر است.
تفاوت بین مبدل ولتاژ و ترانسفورماتور چیست؟
مبدل ولتاژ در مقابل ترانسفورماتور |
|
| انواع مختلفی از مبدل های ولتاژ برای انجام تبدیل بین ولتاژهای DC و AC وجود دارد. | ترانسفورماتورها فقط برای تبدیل ولتاژهای متناوب استفاده می شوند. آنها نمی توانند در جریان مستقیم کار کنند. |
| کامپوننت | |
| مبدلهای ولتاژ مدارهای الکترونیکی هستند که گاهی اوقات به ترانسفورماتور نیز مجهز می شوند. | ترانسفورماتورها از سیم پیچ های مسی، پایانه ها و هسته های فریت تشکیل شده اند. این یک دستگاه مستقل است. |
| اصل کار | |
| بیشتر مبدل های ولتاژ بر اساس اصول الکترونیکی و سوئیچینگ نیمه هادی کار می کنند. | اصل اساسی عملکرد ترانسفورماتور الکترومغناطیس است. |
| کارایی | |
| مبدل های ولتاژ به دلیل تولید گرمای کم در هنگام سوئیچینگ نیمه هادی راندمان نسبتاً بالاتری دارند. | ترانسفورماتورها کارایی کمتری دارند زیرا با تلفات برق متعددی از جمله تولید گرمای زیاد ناشی از مس مواجه می شوند. |
| برنامه ها | |
| مبدل های ولتاژ بیشتر در دستگاه های قابل حمل مانند آداپتورهای برق، آداپتورهای مسافرتی و غیره استفاده می شوند زیرا سبک تر و کوچکتر هستند. | ترانسفورماتورها در بسیاری از کاربردها، حتی در مبدل های ولتاژ استفاده می شوند. با این حال، اگر قرار است ولتاژهای بالاتر تبدیل شوند، باید از ترانسفورماتورهای بزرگ استفاده شود. |
خلاصه - مبدل ولتاژ در مقابل ترانسفورماتور
ترانسفورماتورها و مبدل های ولتاژ دو نوع دستگاه مبدل قدرت هستند. در حالی که ترانسفورماتور یک دستگاه مستقل است، مبدل های ولتاژ مدارهای الکترونیکی هستند که از نیمه هادی ها، سلف ها، خازن ها و گاهی اوقات حتی ترانسفورماتورها نیز تشکیل شده اند. مبدل های ولتاژ را می توان با ورودی DC یا AC برای تبدیل آنها به AC یا DC استفاده کرد. اما ترانسفورماتورها فقط می توانند ورودی ولتاژ متناوب داشته باشند. این تفاوت اصلی بین مبدل ولتاژ و ترانسفورماتور است.
دانلود نسخه PDF مبدل ولتاژ در مقابل ترانسفورماتور
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت های نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین مبدل ولتاژ و ترانسفورماتور.
