Sự khác biệt chính - Bộ chuyển đổi điện áp so với Máy biến áp
Trong thực tế, điện áp được cung cấp từ nhiều nguồn khác nhau, thường là bởi nguồn điện lưới. Các nguồn điện áp đó, AC hoặc DC, có giá trị điện áp cụ thể hoặc tiêu chuẩn (ví dụ: 230V trong nguồn điện AC và 12V DC trong pin ô tô). Tuy nhiên, các thiết bị điện và điện tử không thực sự hoạt động trong các điện áp cụ thể này; chúng được tạo ra để hoạt động trên điện áp đó bằng phương pháp biến đổi điện áp trong nguồn điện. Bộ chuyển đổi điện áp và máy biến áp là hai loại phương pháp thực hiện việc chuyển đổi điện áp này. Sự khác biệt chính giữa bộ chuyển đổi điện áp và máy biến áp là máy biến áp chỉ có thể chuyển đổi điện áp xoay chiều trong khi bộ chuyển đổi điện áp được thực hiện để chuyển đổi giữa cả hai loại điện áp.
Máy biến áp là gì?
Máy biến áp biến đổi điện áp biến thiên theo thời gian, thường là điện áp xoay chiều hình sin. Nó hoạt động trên nguyên tắc cảm ứng điện từ.
Hình 01: Máy biến áp
Như được mô tả trong hình trên, hai cuộn dây dẫn điện (thường là đồng), sơ cấp và thứ cấp, được quấn quanh một lõi sắt từ chung. Theo định luật cảm ứng Faraday, điện áp thay đổi trên cuộn sơ cấp tạo ra dòng điện thay đổi theo thời gian chạy xung quanh lõi. Điều này tạo ra một từ trường thay đổi theo thời gian và từ thông được truyền qua lõi đến cuộn thứ cấp. Từ thông biến thiên theo thời gian tạo ra dòng điện biến thiên theo thời gian trong cuộn thứ cấp và do đó, điện áp biến thiên theo thời gian trên cuộn thứ cấp.
Trong tình huống lý tưởng không xảy ra mất điện, công suất đầu vào phía sơ cấp bằng công suất đầu ra ở phía thứ cấp. Vì vậy, IpVp=IsVs
Ngoài ra, Ip/ Is=Ns/ Np
Điều này làm cho tỷ lệ chuyển đổi điện áp bằng với tỷ số của số vòng.
VsVp=Ns/ Np
Ví dụ, một máy biến áp 230V / 12V có tỷ lệ lần lượt là 230/12 sơ cấp đến thứ cấp.
Trong truyền tải điện, cần tăng điện áp tạo ra tại nhà máy điện để làm cho dòng truyền tải thấp, do đó tổn thất điện năng thấp. Tại các trạm biến áp và trạm phân phối, điện áp được giảm xuống cấp phân phối. Trên một ứng dụng cuối như bóng đèn LED, điện áp xoay chiều chính phải được chuyển đổi thành khoảng 12-5V DC. Máy biến áp bậc lên và máy biến áp bậc xuống lần lượt dùng để nâng và hạ điện áp phía sơ cấp vào cuộn thứ cấp.
Bộ chuyển đổi điện áp là gì?
Chuyển đổi điện áp có thể được thực hiện ở nhiều dạng như AC sang DC, DC sang AC, AC sang AC và DC sang DC. Tuy nhiên, bộ chuyển đổi DC sang AC thường được gọi là bộ nghịch lưu. Tuy nhiên, tất cả các bộ chuyển đổi và bộ biến tần này không phải là các đơn vị thành phần đơn lẻ như máy biến áp, mà là các mạch điện tử. Chúng được sử dụng như các đơn vị cung cấp điện khác nhau.
Bộ chuyển đổi AC sang DC
Đây là loại bộ chuyển đổi điện áp phổ biến nhất. Chúng được sử dụng trong các đơn vị cung cấp điện của nhiều thiết bị để chuyển đổi điện áp nguồn AC thành điện áp DC cho mạch điện tử.
Bộ chuyển đổi DC sang AC hoặc Biến tần
Chúng chủ yếu được sử dụng trong sản xuất điện dự phòng từ các ngân hàng pin và hệ thống quang điện mặt trời. Điện áp một chiều của tấm pin hoặc pin PV được đảo ngược thành điện áp xoay chiều để cung cấp cho hệ thống điện lưới của ngôi nhà hoặc tòa nhà thương mại.
Hình 02: Bộ chuyển đổi DC sang AC đơn giản
Bộ chuyển đổi AC sang AC
Loại bộ chuyển đổi điện áp này được sử dụng như bộ chuyển đổi du lịch; chúng cũng được sử dụng trong các đơn vị cung cấp điện của các thiết bị được sản xuất cho nhiều quốc gia. Do một số nước như Mỹ, Nhật sử dụng lưới điện quốc gia 100-120V và một số nước như Anh, Úc sử dụng 220-240V nên các nhà sản xuất thiết bị điện tử như TV, máy giặt, … sử dụng loại bộ chuyển đổi điện áp này để thay đổi điện áp của nguồn điện đến điện áp AC phù hợp trước khi chuyển đổi thành DC trong hệ thống. Khách du lịch đi từ quốc gia này sang quốc gia khác có thể cần bộ điều hợp du lịch cho các quốc gia khác nhau để làm cho máy tính xách tay và bộ sạc di động của họ thích ứng với điện áp lưới của quận.
Bộ chuyển đổi DC sang DC
Loại bộ chuyển đổi điện áp này được sử dụng trong bộ chuyển đổi điện trên xe để chạy bộ sạc di động và các hệ thống điện tử khác trên ắc quy xe. Do pin thường tạo ra 12V DC nên các thiết bị có thể phải thay đổi điện áp từ 5V sang 24V DC tùy theo yêu cầu.
Cấu trúc liên kết được sử dụng trong các bộ chuyển đổi và bộ biến tần này có thể khác nhau. Ở đó, họ cũng có thể sử dụng máy biến áp để chuyển đổi điện áp cao sang điện áp thấp hơn. Ví dụ, trong nguồn điện một chiều tuyến tính, một máy biến áp được sử dụng ở đầu vào để hạ nguồn điện xoay chiều xuống mức mong muốn. Tuy nhiên, cũng có những ứng dụng không cần máy biến áp. Trong cấu trúc liên kết không có biến áp, điện áp DC (từ đầu vào hoặc được chuyển đổi từ AC) được bật và tắt để tạo ra tín hiệu –DC xung tần số cao. Tỷ lệ thời gian bật-tắt xác định mức điện áp DC đầu ra. Đây có thể được coi là một bước chuyển mình. Ngoài ra, bộ chuyển đổi buck, bộ chuyển đổi tăng cường và bộ chuyển đổi tăng cường buck được sử dụng để chuyển đổi điện áp DC xung này thành điện áp cao hơn hoặc thấp hơn mong muốn. Loại bộ chuyển đổi này chỉ là các mạch điện tử được tạo thành từ các bóng bán dẫn, cuộn cảm và tụ điện.
Tuy nhiên, các thiết kế liên quan đến mạch không có máy biến áp và nguồn điện ở chế độ chuyển mạch sử dụng máy biến áp tương đối nhỏ hơn thì sản xuất rẻ hơn. Hơn nữa, hiệu quả của chúng cao hơn và kích thước và trọng lượng nhỏ hơn.
Sự khác biệt giữa Bộ chuyển đổi điện áp và Máy biến áp là gì?
Bộ chuyển đổi điện áp so với Máy biến áp |
|
| Có nhiều loại bộ chuyển đổi điện áp khác nhau để thực hiện chuyển đổi giữa cả điện áp DC và AC. | Máy biến áp chỉ dùng để biến đổi điện áp xoay chiều; chúng không thể hoạt động trong dòng điện một chiều. |
| Thành phần | |
| Bộ chuyển đổi điện áp là mạch điện tử, đôi khi được trang bị cả máy biến áp. | Máy biến áp được tạo thành từ các cuộn dây đồng, thiết bị đầu cuối và lõi ferit; nó là một thiết bị độc lập. |
| Nguyên tắc làm việc | |
| Hầu hết các bộ chuyển đổi điện áp hoạt động dựa trên nguyên lý điện tử và chuyển mạch bán dẫn. | Nguyên tắc hoạt động cơ bản của máy biến áp là điện từ. |
| Hiệu quả | |
| Bộ chuyển đổi điện áp có hiệu suất tương đối cao hơn do sinh nhiệt thấp trong quá trình chuyển đổi bán dẫn. | Máy biến áp kém hiệu quả hơn vì chúng phải đối mặt với một số tổn thất điện năng bao gồm sinh nhiệt cao do đồng. |
| Ứng dụng | |
| Bộ chuyển đổi điện áp chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị di động như bộ đổi nguồn, bộ chuyển đổi du lịch, v.v. vì chúng nhẹ hơn và nhỏ hơn. | Máy biến áp được sử dụng trong nhiều ứng dụng, ngay cả trong bộ chuyển đổi điện áp. Tuy nhiên, nếu muốn chuyển đổi điện áp cao hơn, thì phải sử dụng máy biến áp lớn. |
Tóm tắt - Bộ chuyển đổi điện áp vs Máy biến áp
Máy biến áp và máy biến áp là hai loại thiết bị biến đổi điện năng. Trong khi máy biến áp là một thiết bị đơn lẻ độc lập, bộ chuyển đổi điện áp là các mạch điện tử được tạo thành từ chất bán dẫn, cuộn cảm, tụ điện và đôi khi cả máy biến áp. Bộ chuyển đổi điện áp có thể được sử dụng với đầu vào DC hoặc AC để chuyển đổi chúng sang AC hoặc DC. Nhưng máy biến áp chỉ có thể có đầu vào là điện áp xoay chiều. Đây là sự khác biệt chính giữa bộ chuyển đổi điện áp và máy biến áp.
Tải xuống phiên bản PDF của Bộ chuyển đổi điện áp vs Máy biến áp
Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây Sự khác biệt giữa Bộ chuyển đổi điện áp và Máy biến áp.
