Põhierinevus – pingemuundur vs trafo
Praktikas saadakse pinge paljudest erinevatest allikatest, sageli vooluvõrgust. Nendel pingeallikatel, kas vahelduv- või alalisvoolul, on konkreetne või standardne pinge väärtus (näiteks 230 V vahelduvvooluvõrgus ja 12 V alalisvoolu autoakus). Kuid elektri- ja elektroonikaseadmed ei tööta tegelikult nende konkreetsete pingetega; need on pandud töötama sellel pingel pinge muundamise meetodil toiteallikas. Pingemuundurid ja trafod on kahte tüüpi meetodid, mis teostavad selle pinge muundamise. Peamine erinevus pingemuunduri ja trafo vahel on see, et trafo suudab teisendada ainult vahelduvpingeid, samas kui pingemuundurid on mõeldud mõlemat tüüpi pingete teisendamiseks.
Mis on transformer?
Trafo teisendab ajas muutuvat pinget, tavaliselt sinusoidaalset vahelduvpinget. See töötab elektromagnetilise induktsiooni põhimõtetel.
Joonis 01: Transformer
Nagu ül altoodud joonisel on kujutatud, on ühise ferromagnetilise südamiku ümber keritud kaks juhtivat (tavaliselt vasest) pooli, primaarne ja sekundaarne. Faraday induktsiooniseaduse kohaselt tekitab primaarmähise muutuv pinge ajas muutuva voolu, mis jookseb ümber südamiku. See tekitab ajas muutuva magnetvälja ja magnetvoog kantakse läbi südamiku sekundaarmähisesse. Ajas muutuv voog tekitab sekundaarmähis ajas muutuva voolu ja järelikult ajas muutuva pinge sekundaarmähises.
Ideaalses olukorras, kus võimsuskadu ei esine, võrdub primaarpoole sisendvõimsus sekundaarse väljundvõimsusega. Seega
IpVp =IsVs
Samuti
Ip/Is=Ns/N p
See muudab pinge teisendussuhte võrdseks pöörete arvu suhtega.
VsVp=Ns/Np
Näiteks 230 V/12 V trafo esmase ja sekundaarse pöördesuhe on 230/12.
Jõuülekande puhul tuleks elektrijaamas genereeritud pinget suurendada, et muuta ülekandevool madalaks, muutes seeläbi võimsuskadu väikeseks. Alajaamades ja jaotusjaamades alandatakse pinget jaotustasemele. Lõpprakendusel, näiteks LED-pirnil, tuleks võrgu vahelduvpinge teisendada umbes 12–5 V alalisvooluks. Primaarpoole pinge tõstmiseks ja langetamiseks sekundaarvoolu kasutatakse vastav alt tõstetrafosid ja alandustrafosid.
Mis on pingemuundur?
Pinge muundamine võib toimuda mitmel viisil, näiteks vahelduvvooluks alalisvooluks, alalisvooluks vahelduvvooluks, vahelduvvooluks vahelduvvooluks ja alalisvooluks alalisvooluks. Alalisvoolu vahelduvvoolu muundureid nimetatakse aga tavaliselt inverteriteks. Sellegipoolest ei ole kõik need muundurid ja inverterid ühekomponendilised üksused nagu trafod, vaid need on elektroonilised vooluringid. Neid kasutatakse erinevate toiteallikatena.
AC-alalisvoolu muundurid
Need on kõige levinumad pingemuundurid. Neid kasutatakse paljude seadmete toiteplokkides, et muuta vahelduvvoolupinge elektroonikalülituste jaoks alalispingeks.
Alalisvoolu vahelduvvoolu muundur või inverter
Neid kasutatakse enamasti varutootmiseks akupankadest ja päikeseenergiasüsteemidest. PV-paneelide või akude alalispinge pööratakse vahelduvpingeks, et varustada maja või ärihoone vooluvõrku.
Joonis 02: Lihtne DC-AC-muundur
AC-AC konverter
Seda tüüpi pingemuundurit kasutatakse reisiadapteritena; neid kasutatakse ka mitme riigi jaoks mõeldud seadmete toiteplokkides. Kuna mõned riigid, nagu USA ja Jaapan, kasutavad riiklikus võrgus 100–120 V ja mõned nagu Ühendkuningriik, Austraalias 220–240 V, kasutavad elektroonikaseadmete (nt telerid, pesumasinad jne) tootjad seda tüüpi pingemuundureid, et muuta elektrivõrgu pinget. enne süsteemi alalisvooluks muundamist sobivale vahelduvpingele. Reisijad, kes reisivad ühest riigist teise, võivad vajada erinevate riikide jaoks mõeldud reisiadaptereid, et nende sülearvutid ja mobiililaadijad kohaneksid maakonna võrgupingega.
DC–DC-muundur
Seda tüüpi pingemuundureid kasutatakse sõidukite toiteadapterites mobiilsete laadijate ja muude sõiduki aku elektrooniliste süsteemide käitamiseks. Kuna aku toodab tavaliselt 12 V alalisvoolu, peavad seadmed sõltuv alt nõudest muutma pinget 5 V pe alt 24 V alalisvooluni.
Nendes muundurites ja inverterites kasutatav topoloogia võib olla erinev. Seal võivad nad kasutada ka trafosid, et teisendada kõrgepinge madalamaks. Näiteks lineaarses alalisvoolutoiteallikas kasutatakse vahelduvvooluvõrgu soovitud tasemele langetamiseks sisendis trafot. Kuid on ka trafota rakendusi. Trafota topoloogias lülitatakse alalispinge (kas sisendist või vahelduvvoolust teisendatud) sisse ja välja, et saada kõrgsageduslik impulss-DC-signaal. Sisse-välja lülitamise aja suhe määrab väljundi alalispinge taseme. Seda võib pidada astmeliseks ümberkujundamiseks. Lisaks kasutatakse selle pulseeriva alalispinge muundamiseks soovitud kõrgemaks või madalamaks pingeks buck-muundureid, võimendusmuundureid ja buck-boost muundureid. Seda tüüpi muundurid on ainult elektroonilised ahelad, mis koosnevad transistoridest, induktiivpoolidest ja kondensaatoritest.
Kuid trafodeta ahelates ja kommuteeritud režiimis toiteallikates, mis kasutavad suhteliselt väiksemaid trafosid, on odavam toota. Lisaks on nende efektiivsus suurem ning suurus ja kaal on väiksemad.
Mis vahe on pingemuunduril ja trafol?
Pingemuundur vs trafo |
|
| Alalis- ja vahelduvpinge vaheliseks teisendamiseks on erinevat tüüpi pingemuundureid. | Trafosid kasutatakse ainult vahelduvpinge teisendamiseks; nad ei saa töötada alalisvooluga. |
| Komponendid | |
| Pingemuundurid on elektroonilised vooluringid, mis on mõnikord varustatud ka trafodega. | Trafod koosnevad vaskpoolidest, klemmidest ja ferriitsüdamikest; see on iseseisev seade. |
| Tööpõhimõte | |
| Enamik pingemuundureid töötavad elektroonilistel põhimõtetel ja pooljuhtide ümberlülitamisel. | Trafo tööpõhimõte on elektromagnetism. |
| Efficiency | |
| Pingemuunduritel on suhteliselt kõrgem kasutegur tänu vähesele soojuse tekkele pooljuhtide ümberlülitamisel. | Trafod on vähem tõhusad, kuna neil on mitu võimsuskadu, sealhulgas vasest tingitud suur soojusenergia tootmine. |
| Rakendused | |
| Pingemuundureid kasutatakse enamasti kaasaskantavates seadmetes, nagu toiteadapterid, reisiadapterid jne, kuna need on kergemad ja väiksemad. | Trafosid kasutatakse paljudes rakendustes, isegi pingemuundurites. Kui aga teisendada kõrgemaid pingeid, tuleb kasutada suuri trafosid. |
Kokkuvõte – pingemuundur vs trafo
Trafod ja pingemuundurid on kahte tüüpi toitemuundurid. Kui trafo on eraldiseisev seade, siis pingemuundurid on pooljuhtidest, induktiivpoolitest, kondensaatoritest ja mõnikord isegi trafodest koosnevad elektroonilised ahelad. Pingemuundureid saab kasutada alalis- või vahelduvvoolusisendiga, et muuta need vahelduv- või alalisvooluks. Kuid trafodel võib olla ainult vahelduvpinge sisend. See on peamine erinevus pingemuunduri ja trafo vahel.
Laadi alla PDF-versioon pingemuundurist vs transformaatorist
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkustele. Laadige PDF-versioon alla siit Pingemuunduri ja trafo erinevus.
