Uygulamada, voltaj çoğu zaman şebeke gücü tarafından birçok fark kaynağından sağlanır. Bu voltaj kaynakları, AC veya DC, belirli veya standart bir voltaj değerine sahiptir (örneğin, AC şebekesinde 230V ve bir araba aküsünde 12V DC). Ancak, elektrikli ve elektronik cihazlar bu özel voltajlarda gerçekten çalışmaz; güç kaynağındaki bir voltaj dönüştürme yöntemi ile bu voltaj üzerinde çalışmak üzere üretilirler. Gerilim dönüştürücüler ve transformatörler, bu gerilim dönüşümünü gerçekleştiren iki tür yöntemdir. Gerilim dönüştürücü ve trafo arasındaki temel fark, trafo sadece AC voltajları dönüştürebilir buna karşılık voltaj dönüştürücüler her iki voltaj türü arasında dönüştürmek için yapılır.
1. Genel Bakış ve Temel Fark
2. Transformatör Nedir
3. Gerilim Dönüştürücü Nedir
4. Yan Yana Karşılaştırma - Gerilim Dönüştürücü ve Transformatör
5. Özet
Bir transformatör zamanla değişen bir voltajı, tipik olarak sinüzoidal bir AC voltajını dönüştürür. Elektromanyetik indüksiyon prensipleri üzerinde çalışır.
Resim 01: Transformatör
Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, birincil ve ikincil iki iletken (genellikle bakır) bobin, ortak bir ferromanyetik çekirdek etrafına sarılır. Faraday'ın endüksiyon yasasına göre, birincil bobin üzerindeki değişken voltaj, çekirdeğin etrafında dolaşan zamanla değişen bir akım üretir. Bu zamanla değişen bir manyetik alan üretir ve manyetik akı çekirdeğe ikincil bobine aktarılır. Zamanla değişen akış, ikincil bobinde zamanla değişen bir akım ve sonuç olarak ikincil bobinde zamanla değişen bir voltaj oluşturur..
Güç kaybının meydana gelmediği ideal bir durumda, birincil tarafa giden güç girişi, ikincildeki çıkış gücüne eşittir. Böylece,
benpVp = BensVs
Ayrıca,
benp/BENs = Ns/ Np
Bu, voltaj dönüşüm oranını dönüş sayısı oranına eşit yapar.
VsVp = Ns/ Np
Örneğin, bir 230V / 12V transformatörün birincil / ikincil dönüş oranı 230/12.
Enerji iletiminde, elektrik santralinde üretilen voltaj, iletim akımını düşük yapmak ve böylece güç kaybını azaltmak için arttırılmalıdır. Trafo merkezlerinde ve dağıtım istasyonlarında, voltaj dağıtım seviyesine düşürülür. LED ampul gibi bir uç uygulamada, şebeke AC voltajı yaklaşık 12-5V DC'ye dönüştürülmelidir.. Yükseltici transformatörler ve düşürücü transformatörler birincil yan voltajı sekonder yükseltmek ve düşürmek için kullanılır.
Gerilim dönüşümü, AC'den DC'ye, DC'den AC'ye, AC'den AC'ye ve DC'den DC'ye gibi birçok formda gerçekleştirilebilir. Ancak, DC'den AC'ye dönüştürücüler genellikle çevirici olarak adlandırılır. Bununla birlikte, tüm bu dönüştürücüler ve çeviriciler, transformatörler gibi tek bileşenli birimler değil, elektronik devrelerdir. Bunlar farklı güç kaynağı üniteleri olarak kullanılır.
Bunlar en yaygın voltaj dönüştürücü türleridir. Bunlar, AC devre voltajını elektronik devre için DC voltajına dönüştürmek için birçok cihazın güç kaynağı ünitelerinde kullanılır.
Bunlar çoğunlukla batarya bankalarından ve güneş fotovoltaik sistemlerinden yedek güç üretiminde kullanılır. PV panellerinin veya pillerin DC voltajı, evin veya ticari bir binanın ana güç sistemini beslemek için AC voltajına ters çevrilir.
Şekil 02: Basit DC'den AC'ye dönüştürücü
Bu tip voltaj dönüştürücü seyahat adaptörleri olarak kullanılır; ayrıca çok ülkeler için üretilen cihazların güç kaynağı ünitelerinde de kullanılırlar. ABD ve Japonya gibi bazı ülkeler ulusal şebekede 100-120V kullandığından ve İngiltere gibi bazı ülkeler 220-240V kullandığından, TV, çamaşır makinesi vb.Gibi elektronik cihaz üreticileri, bu tür voltaj dönüştürücülerini kullanarak voltajı sistemdeki DC'ye dönüştürmeden önce uygun bir AC voltajına bağlayın. Bir ülkeden diğerine giden gezginlerin, farklı ülkelerin dizüstü bilgisayarlarını ve mobil şarj cihazlarını ülkenin şebeke voltajına uyarlaması için seyahat adaptörlerine ihtiyacı olabilir..
Bu tip voltaj dönüştürücüler, araç şarj cihazlarında ve araç aküsü üzerindeki diğer elektronik sistemleri çalıştırmak için araç güç adaptörlerinde kullanılır. Pil genellikle 12V DC ürettiğinden, cihazların gereksinime bağlı olarak voltajı 5V'dan 24V DC'ye değiştirmesi gerekebilir..
Bu dönüştürücülerde ve eviricilerde kullanılan topoloji, birbirinden farklı olabilir. Burada, yüksek voltajı daha düşük bir voltaja dönüştürmek için transformatörler de kullanabilirler. Örneğin, doğrusal bir DC güç kaynağında, AC şebekesini istenen seviyeye indirmek için girişte bir transformatör kullanılır. Ancak transformatörsüz uygulamalar da var. Transformatörsüz topolojide, yüksek frekanslı darbeli -DC sinyali oluşturmak için DC gerilimi (girişten veya AC'den dönüştürülür) açılır ve kapatılır. Açma-kapama süresi oranı, çıkış DC voltaj seviyesini tanımlar. Bu bir adım aşağı dönüşüm olarak düşünülebilir. Ek olarak, bu titreşimli DC voltajını istenen daha yüksek veya daha düşük bir voltaja dönüştürmede kova dönüştürücüler, takviye dönüştürücüler ve kova güçlendirici dönüştürücüler kullanılır. Bu tip dönüştürücüler yalnızca transistörler, indüktörler ve kapasitörlerden oluşan elektronik devrelerdir.
Ancak, trafosuz devreler ve nispeten daha küçük transformatörler kullanan anahtarlamalı güç kaynakları ile ilgili tasarımlar üretmek daha ucuzdur. Dahası, verimlilikleri daha yüksek ve boyut ve ağırlık daha az.
Gerilim Dönüştürücü vs Transformatör | |
Hem DC hem de AC gerilimleri arasında dönüşüm yapmak için farklı tipte voltaj dönüştürücüleri vardır. | Transformatörler sadece alternatif voltajları dönüştürmek için kullanılır; doğru akımda çalışamazlar. |
Bileşenler | |
Gerilim dönüştürücüler, bazen transformatörlerle donatılmış elektronik devrelerdir. | Transformatörler bakır bobinler, terminaller ve ferrit çekirdeklerden oluşur; bağımsız bir cihazdır. |
Çalışma prensibi | |
Çoğu voltaj dönüştürücü elektronik prensipler ve yarı iletken anahtarlama üzerinde çalışır. | Transformatör çalışmasının temel prensibi elektromanyetizmadır. |
verim | |
Yarı iletken anahtarlama sırasında düşük ısı üretimi nedeniyle voltaj dönüştürücüler nispeten daha yüksek verimliliğe sahiptir. | Transformatörler, bakır nedeniyle yüksek ısı üretimi de dahil olmak üzere çeşitli güç kayıplarıyla karşılaştıklarından daha az verimlidir. |
Uygulamalar | |
Gerilim dönüştürücüler daha hafif ve daha küçük oldukları için çoğunlukla güç adaptörleri, seyahat adaptörleri vb. Taşınabilir cihazlarda kullanılır.. | Transformatörler, voltaj dönüştürücülerde bile birçok uygulamada kullanılır. Ancak, daha yüksek voltajlar dönüştürülecekse, büyük transformatörler kullanılmalıdır.. |
Transformatörler ve voltaj dönüştürücüler iki tür güç dönüştürücü aygıttır. Bir transformatör tek başına bir cihaz olsa da, voltaj dönüştürücüler yarı iletkenler, indüktörler, kapasitörler ve hatta bazen transformatörlerden oluşan elektronik devrelerdir. Gerilim dönüştürücüler, DC veya AC girişi ile AC veya DC'ye dönüştürmek için kullanılabilir. Ancak transformatörlerin yalnızca AC voltaj girişleri olabilir. Bu, voltaj dönüştürücü ve transformatör arasındaki ana farktır.
Bu makalenin PDF sürümünü indirebilir ve alıntı notlarına göre çevrimdışı amaçlar için kullanabilirsiniz. Lütfen PDF sürümünü buradan indirin Gerilim Dönüştürücü ve Transformatör Arasındaki Fark.
1.”Trafo“. Vikipedi. Wikimedia Foundation, 07 Haziran 2017. Web. Burada bulabilirsiniz. 13 Haziran 2017.
2. ”Gerilim dönüştürücü.” Vikipedi. Wikimedia Vakfı, 23 Nisan 2017. Web. Burada bulabilirsiniz. 13 Haziran 2017.
1. “Transformer3d col3” BillC tarafından Commons Wikimedia üzerinden İngilizce Wikipedia'da (CC BY-SA 3.0)
2. “AC-DC dönüştürücü” Xorx77 tarafından İngilizce Wikipedia - en.wikipedia'dan Closedmouth tarafından Commons'a transfer edildi. (Kamusal Alan) Commons Wikimedia üzerinden