Différence clé - Convertisseur de tension vs transformateur
En pratique, la tension est fournie à partir de nombreuses sources différentes, souvent par le secteur. Ces sources de tension, AC ou DC, ont une valeur de tension spécifique ou standard (par exemple, 230V dans le secteur AC et 12V DC dans une batterie de voiture). Cependant, les appareils électriques et électroniques ne fonctionnent pas vraiment dans ces tensions spécifiques; ils sont faits pour fonctionner sur cette tension par une méthode de conversion de tension dans l'alimentation électrique. Les convertisseurs de tension et les transformateurs sont deux types de méthodes qui effectuent cette conversion de tension. La principale différence entre le convertisseur de tension et le transformateur est que le transformateur ne peut convertir que des tensions alternatives, tandis que les convertisseurs de tension sont conçus pour convertir entre les deux types de tensions.
CONTENU
1. Présentation et différence clé
2. Qu'est-ce qu'un transformateur
3. Qu'est-ce qu'un convertisseur de tension
4. Comparaison côte à côte - Convertisseur de tension vs transformateur sous forme tabulaire
5. Résumé
Qu'est-ce qu'un transformateur?
Un transformateur transforme une tension variant dans le temps, généralement une tension alternative sinusoïdale. Il fonctionne sur les principes de l'induction électromagnétique.
Figure 01: Transformateur
Comme le montre la figure ci-dessus, deux bobines conductrices (généralement en cuivre), primaire et secondaire, sont enroulées autour d'un noyau ferromagnétique commun. Selon la loi d'induction de Faraday, la tension variable sur la bobine primaire produit un courant variable dans le temps qui circule autour du noyau. Cela produit un champ magnétique variant dans le temps et le flux magnétique est transféré au noyau vers la bobine secondaire. Le flux variable dans le temps crée un courant variable dans le temps dans la bobine secondaire et, par conséquent, une tension variable dans le temps sur la bobine secondaire.
Dans une situation idéale où aucune perte de puissance ne se produit, la puissance d'entrée du côté primaire est égale à la puissance de sortie du secondaire. Donc, Je p V p = je s V s
Aussi, I p / I s = N s / N p
Cela rend le rapport de conversion de tension égal au rapport du nombre de tours.
V s V p = N s / N p
Par exemple, un transformateur 230V / 12V a le rapport de rotation de 230/12 primaire au secondaire.
Dans la transmission de puissance, la tension générée à la centrale électrique doit être augmentée pour réduire le courant de transmission, réduisant ainsi la perte de puissance. Dans les sous-stations et les stations de distribution, la tension est abaissée au niveau de la distribution. Sur une application finale comme une ampoule LED, la tension secteur CA doit être convertie à environ 12-5V CC. Les transformateurs élévateurs et les transformateurs abaisseur sont utilisés pour augmenter et réduire la tension du côté primaire dans le secondaire, respectivement.
Qu'est-ce qu'un convertisseur de tension?
La conversion de tension peut être effectuée sous de nombreuses formes telles que CA en CC, CC en CA, CA en CA et CC en CC. Cependant, les convertisseurs CC-CA sont généralement appelés onduleurs. Néanmoins, tous ces convertisseurs et onduleurs ne sont pas des unités à un seul composant comme les transformateurs, mais sont des circuits électroniques. Ceux-ci sont utilisés comme différents blocs d'alimentation.
Convertisseurs CA en CC
Ce sont les types de convertisseurs de tension les plus courants. Ceux-ci sont utilisés dans les blocs d'alimentation de nombreux appareils pour convertir la tension secteur CA en tension CC pour les circuits électroniques.
Convertisseur ou onduleur CC en CA
Ceux-ci sont principalement utilisés dans la production d'énergie de secours à partir de banques de batteries et de systèmes solaires photovoltaïques. La tension CC des panneaux PV ou des batteries est inversée en tension alternative pour alimenter le système d'alimentation secteur de la maison ou d'un bâtiment commercial.
Figure 02: Convertisseur CC-CA simple
Convertisseur CA en CA
Ce type de convertisseur de tension est utilisé comme adaptateurs de voyage; ils sont également utilisés dans les blocs d'alimentation des appareils conçus pour plusieurs pays. Étant donné que certains pays comme les États-Unis et le Japon utilisent 100-120V dans le réseau national et certains comme le Royaume-Uni, l'Australie utilisent 220-240V, les fabricants d'appareils électroniques comme les téléviseurs, les machines à laver, etc. utilisent ce type de convertisseurs de tension pour changer la tension du secteur à une tension alternative correspondante avant de convertir en CC dans le système. Les voyageurs qui vont d'un pays à un autre peuvent avoir besoin d'adaptateurs de voyage pour différents pays pour que leurs ordinateurs portables et chargeurs mobiles s'adaptent à la tension du réseau du comté.
Convertisseur DC en DC
Ce type de convertisseur de tension est utilisé dans les adaptateurs de puissance de véhicule pour faire fonctionner des chargeurs mobiles et d'autres systèmes électroniques sur la batterie du véhicule. Étant donné que la batterie produit généralement 12 V CC, les appareils peuvent devoir changer la tension de 5 V à 24 V CC en fonction des besoins.
La topologie utilisée dans ces convertisseurs et onduleurs peut être différente de l'un à l'autre. Là, ils peuvent également utiliser des transformateurs pour convertir une haute tension en une tension inférieure. Par exemple, dans une alimentation DC linéaire, un transformateur est utilisé à l'entrée pour abaisser le secteur AC à un niveau souhaité. Mais il existe également des applications sans transformateur. Dans une topologie sans transformateur, la tension CC (provenant de l'entrée ou convertie en CA) est activée et désactivée pour produire un signal CC pulsé haute fréquence. Le rapport de temps marche / arrêt définit le niveau de tension CC de sortie. Cela peut être considéré comme une transformation progressive. De plus, des convertisseurs abaisseur, des convertisseurs élévateurs et des convertisseurs abaisseur-élévateur sont utilisés pour convertir cette tension continue pulsée en une tension supérieure ou inférieure souhaitée. Ces types de convertisseurs sont uniquement des circuits électroniques constitués de transistors, d'inductances,et condensateurs.
Cependant, les conceptions impliquées dans les circuits sans transformateur et les alimentations à découpage qui utilisent des transformateurs comparativement plus petits sont moins chères à produire. De plus, leur efficacité est plus élevée et leur taille et leur poids sont moindres.
Quelle est la différence entre un convertisseur de tension et un transformateur?
Diff article au milieu avant la table
Convertisseur de tension vs transformateur |
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| Il existe différents types de convertisseurs de tension pour effectuer des conversions entre les tensions CC et CA. | Les transformateurs ne sont utilisés que pour convertir des tensions alternatives; ils ne peuvent pas fonctionner en courant continu. |
| Composants | |
| Les convertisseurs de tension sont des circuits électroniques, parfois également équipés de transformateurs. | Les transformateurs sont constitués de bobines de cuivre, de bornes et de noyaux de ferrite; c'est un appareil autonome. |
| Principe de fonctionnement | |
| La plupart des convertisseurs de tension fonctionnent sur les principes électroniques et la commutation des semi-conducteurs. | Le principe de base du fonctionnement du transformateur est l'électromagnétisme. |
| Efficacité | |
| Les convertisseurs de tension ont une efficacité comparativement plus élevée en raison de la faible génération de chaleur lors de la commutation des semi-conducteurs. | Les transformateurs sont moins efficaces car ils font face à plusieurs pertes de puissance, y compris une forte production de chaleur due au cuivre. |
| Applications | |
| Les convertisseurs de tension sont principalement utilisés dans les appareils portables tels que les adaptateurs d'alimentation, les adaptateurs de voyage, etc., car ils sont plus légers et plus petits. | Les transformateurs sont utilisés dans de nombreuses applications, même dans les convertisseurs de tension. Cependant, si des tensions plus élevées doivent être converties, de gros transformateurs doivent être utilisés. |
Résumé - Convertisseur de tension vs transformateur
Les transformateurs et les convertisseurs de tension sont deux types de convertisseurs de puissance. Alors qu'un transformateur est un appareil unique autonome, les convertisseurs de tension sont des circuits électroniques composés de semi-conducteurs, d'inductances, de condensateurs et parfois même de transformateurs. Les convertisseurs de tension peuvent être utilisés avec une entrée CC ou CA pour les convertir en CA ou CC. Mais les transformateurs ne peuvent avoir qu'une entrée de tension alternative. C'est la principale différence entre le convertisseur de tension et le transformateur.
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