Unterschied zwischen Spannungswandler und Transformator

Schlüsseldifferenz - Spannungswandler vs Transformator
 

In der Praxis wird die Spannung von vielen verschiedenen Quellen geliefert, häufig vom Netz. 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 funktionieren 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 Spannungswandlung durchführen. Der Hauptunterschied zwischen Spannungswandler und Transformator ist das Transformator kann nur Wechselspannungen umwandeln wohingegen Spannungswandler dienen zur Umwandlung zwischen beiden Spannungsarten.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist ein Transformator?
3. Was ist ein Spannungswandler?
4. Side-by-Side-Vergleich - Spannungswandler gegen Transformator in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was ist ein Transformator??

Ein Transformator wandelt eine zeitveränderliche 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 primäre und sekundäre leitfähige (normalerweise Kupfer-) Spulen 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 herum verläuft. Dies erzeugt ein zeitveränderliches Magnetfeld und der magnetische Fluss wird durch den Kern zur Sekundärspule übertragen. Der zeitveränderliche Fluss erzeugt einen zeitveränderlichen Strom in der Sekundärspule und folglich eine zeitveränderliche Spannung an der Sekundärspule.

In einer idealen Situation, in der kein Leistungsverlust auftritt, ist die Leistungszufuhr zur Primärseite gleich der Ausgangsleistung an der Sekundärseite. Somit,

ich_pV_p = Ich_sV_s

Ebenfalls,

ich_p/ICH_s = N_s/ N_p

Dies macht das Spannungsumwandlungsverhältnis gleich dem Verhältnis der Anzahl der Windungen.

V_sV_p = N_s/ N_p

Zum Beispiel hat ein 230V / 12V-Transformator ein Windungsverhältnis 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 Verlust an Energie verringert wird. In Umspannwerken und Verteilerstationen wird die Spannung auf die Verteilungsebene heruntergeregelt. Bei einer Endanwendung wie einer LED-Glühlampe sollte die Netzwechselspannung in etwa 12-5 V Gleichstrom umgewandelt werden. Aufwärtstransformatoren und Abwärtstransformatoren werden verwendet, um die primärseitige Spannung in die Sekundärseite zu heben bzw. zu senken.

Was ist ein Spannungswandler??

Die Spannungsumwandlung könnte in vielen Formen durchgeführt werden, beispielsweise als Wechselstrom in Gleichstrom, Gleichstrom in Wechselstrom, Wechselstrom in Wechselstrom und Gleichstrom in Gleichstrom. DC / AC-Wandler werden jedoch normalerweise als Wechselrichter bezeichnet. Alle diese Wandler und Wechselrichter sind jedoch keine einkomponentigen Einheiten wie Transformatoren, sondern elektronische Schaltkreise. Diese werden als unterschiedliche Netzteile verwendet.

AC / DC-Wandler

Dies sind die häufigsten Spannungswandler. Diese werden in Netzteilen vieler Geräte verwendet, um die Wechselstromspannung in Gleichspannung für die elektronische Schaltung umzuwandeln.

DC / AC-Wandler oder Wechselrichter

Diese werden hauptsächlich bei der Notstromversorgung aus Batteriebanken und Solar-Photovoltaikanlagen eingesetzt. Die Gleichspannung der PV-Panels oder Batterien wird in Wechselspannung umgewandelt, um das Netz des Hauses oder eines Geschäftsgebäudes zu versorgen.

Abbildung 02: Einfacher DC / AC-Wandler

AC zu AC Konverter

Dieser Spannungswandler wird als Reiseadapter verwendet; Sie werden auch in Netzteilen von Geräten verwendet, die für mehrere Länder hergestellt wurden. Da einige Länder wie die USA und Japan 100-120 V im nationalen Stromnetz verwenden und einige wie Großbritannien und Australien 220 bis 240 V verwenden, verwenden Hersteller elektronischer Geräte wie Fernseher, Waschmaschinen usw. diese Art von Spannungswandlern, um die Spannung des zu ändern Netz auf eine passende Wechselspannung, bevor sie im System in Gleichstrom umgewandelt wird. Reisende, die von einem Land in ein anderes reisen, benötigen möglicherweise Adapter 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 an der Fahrzeugbatterie zu betreiben. Da der Akku in der Regel 12 V Gleichstrom erzeugt, müssen die Geräte die Spannung je nach Anforderung möglicherweise von 5 V auf 24 V DC ändern.

Die in diesen Wandlern und Wechselrichtern verwendete Topologie kann sich voneinander unterscheiden. Dort können sie auch Transformatoren verwenden, um Hochspannung in eine niedrigere umzuwandeln. Beispielsweise wird bei einer linearen Gleichstromversorgung ein Transformator am Eingang verwendet, um das Wechselstromnetz auf einen gewünschten Pegel abzusenken. Es gibt aber auch Anwendungen ohne Transformator. In der transformatorlosen Topologie wird die Gleichspannung (entweder vom Eingang oder vom Wechselstrom) ein- und ausgeschaltet, um ein hochfrequentes gepulstes DC-Signal zu erzeugen. Das Ein-Aus-Zeitverhältnis definiert den Ausgangsgleichspannungspegel. Dies kann als schrittweise Transformation betrachtet werden. Außerdem werden Abwärtswandler, Boost-Wandler und Buck-Boost-Wandler dazu verwendet, diese pulsierende Gleichspannung in eine gewünschte höhere oder niedrigere Spannung umzuwandeln. Bei diesen Wandlern handelt es sich ausschließlich um elektronische Schaltungen, die aus Transistoren, Induktoren und Kondensatoren bestehen.

Konstruktionen, die an transformatorlosen Schaltungen und Schaltnetzteilen mit vergleichsweise kleineren Transformatoren beteiligt sind, sind jedoch kostengünstiger herzustellen. Darüber hinaus ist ihre Effizienz höher und die Größe und das Gewicht sind geringer.

Was ist der Unterschied zwischen Spannungswandler und Transformator??

Spannungswandler gegen Transformator
Es gibt verschiedene Arten von Spannungswandlern, um Konvertierungen zwischen Gleich- und Wechselspannungen durchzuführen.	Transformatoren werden nur zur Umwandlung von Wechselspannungen verwendet; Sie können nicht im Gleichstrom arbeiten.
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 zum Schalten von Halbleitern.	Das Grundprinzip des Transformatorbetriebs ist Elektromagnetismus.
Effizienz
Spannungswandler haben aufgrund der geringen Wärmeentwicklung beim Halbleiterschalten einen vergleichsweise höheren Wirkungsgrad.	Transformatoren sind weniger effizient, da sie durch Kupfer zu mehreren Leistungsverlusten einschließlich hoher Wärmeerzeugung führen.
Anwendungen
Spannungswandler werden meistens in tragbaren Geräten wie Stromadaptern, Reiseadaptern usw. verwendet, da sie leichter und kleiner sind.	Transformatoren werden in vielen Anwendungen eingesetzt, sogar in Spannungswandlern. Wenn jedoch höhere Spannungen umgewandelt werden sollen, müssen große Transformatoren verwendet werden.

Zusammenfassung - Spannungswandler vs Transformer

Transformatoren und Spannungswandler sind zwei Arten von Stromrichtergeräten. Während ein Transformator ein eigenständiges Einzelgerät ist, sind Spannungswandler elektronische Schaltungen, die aus Halbleitern, Induktoren, 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 Wechselspannungen einspeisen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Spannungswandler und Transformator.

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Referenz:

1. "Transformer". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 07. Juni 2017. Web. Hier verfügbar. 13. Juni 2017.
2. "Spannungswandler". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 23. April 2017. Web. Hier verfügbar. 13. Juni 2017.

Bildhöflichkeit:

1. “Transformer3d col3” Von BillC in der englischsprachigen Wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. “AC-DC-Converter” von Xorx77 in der Wikipedia auf Englisch - Übertragen von en.wikipedia an Commons von Closedmouth. (Public Domain) über Commons Wikimedia