Différence entre convertisseur de tension et transformateur

Différence entre le convertisseur de tension et le transformateur
 

En pratique, la tension provient de nombreuses sources différentes, souvent du secteur. Ces sources de tension, CA ou CC, ont une valeur de tension spécifique ou standard (par exemple, 230 V en secteur et 12 V en courant continu dans une batterie de voiture). Cependant, les appareils électriques et électroniques ne fonctionnent pas vraiment dans ces tensions spécifiques; ils sont conçus pour fonctionner sur cette tension par une méthode de conversion de tension dans l'alimentation. 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 est seulement capable de convertir les tensions alternatives tandis que les convertisseurs de tension sont conçus pour convertir entre les deux types de tensions.

CONTENU

1. Vue d'ensemble 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 et 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. Cela fonctionne sur les principes de l'induction électromagnétique.

Figure 01: Transformateur

Comme illustré dans la figure ci-dessus, deux bobines conductrices (généralement en cuivre), primaire et secondaire, sont enroulées autour d'un noyau ferromagnétique commun. Conformément à 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 du noyau à la bobine secondaire. Le flux variable dans le temps crée un courant variable dans la bobine secondaire et, par conséquent, une tension variable dans la bobine secondaire.

Dans une situation idéale où aucune perte de puissance ne se produit, la puissance fournie au primaire est égale à la puissance de sortie du secondaire. Ainsi,

je_pV_p = Je_sV_s

Également,

je_p/JE_s = N_s/ N_p

Cela rend le rapport de conversion de tension égal au rapport du nombre de tours.

V_sV_p = N_s/ N_p

Par exemple, un transformateur 230V / 12V a le rapport de rotation de 230/12 primaire à secondaire.

Dans le transport de puissance, la tension générée au niveau de la centrale doit être augmentée pour réduire le courant de transmission, réduisant ainsi les pertes de puissance. Dans les sous-stations et les stations de distribution, la tension est réduite au niveau de la distribution. Sur une application finale telle qu'une ampoule à LED, la tension alternative du secteur doit être convertie à environ 12-5 V CC. Transformateurs élévateurs et transformateurs abaisseur sont utilisés pour augmenter et baisser la tension côté primaire dans le secondaire, respectivement.

Qu'est-ce qu'un convertisseur de tension??

La conversion de tension peut être réalisée sous de nombreuses formes telles que CA à CC, CC à CA, CA à CA et CC à CC. Cependant, les convertisseurs CC à CA sont généralement appelés inverseurs. Néanmoins, tous ces convertisseurs et inverseurs ne sont pas des unités monocomposantes comme les transformateurs, mais des circuits électroniques. Ceux-ci sont utilisés comme différentes unités d'alimentation.

Convertisseurs AC / DC

Ce sont le type le plus courant de convertisseurs de tension. Ceux-ci sont utilisés dans les unités d'alimentation de nombreux appareils pour convertir la tension du secteur en tension continue pour les circuits électroniques.

Convertisseur CC / CA ou inverseur

Celles-ci sont principalement utilisées dans la production d'énergie de secours à partir de banques de batteries et de systèmes photovoltaïques solaires. La tension continue des panneaux photovoltaïques ou des batteries est inversée en tension alternative pour alimenter le système d'alimentation principal de la maison ou d'un bâtiment commercial..

Figure 02: Convertisseur DC / AC simple

Convertisseur AC à AC

Ce type de convertisseur de tension est utilisé comme adaptateur de voyage; ils sont également utilisés dans les blocs d'alimentation d'appareils conçus pour plusieurs pays. Étant donné que certains pays comme les États-Unis et le Japon utilisent le 100-120V dans le réseau national et que certains comme le Royaume-Uni, l'Australie utilise le 220-240V, les fabricants d'appareils électroniques comme les téléviseurs, les machines à laver, etc. utilisent ce type de convertisseur de tension pour modifier la secteur à une tension alternative correspondante avant de la convertir en courant continu dans le système. Les voyageurs se rendant d’un pays à l’autre pourraient avoir besoin d’adaptateurs de voyage adaptables aux différents pays pour adapter leurs ordinateurs portables et leurs chargeurs de téléphones portables à la tension du réseau du pays..

Convertisseur DC / DC

Ce type de convertisseur de tension est utilisé dans les adaptateurs d'alimentation des véhicules pour faire fonctionner des chargeurs mobiles et d'autres systèmes électroniques sur la batterie du véhicule. Étant donné que la batterie produit généralement une tension continue de 12 V, les appareils peuvent être amenés à modifier la tension de 5 à 24 V cc, en fonction des besoins..

La topologie utilisée dans ces convertisseurs et inverseurs peut être différente de l'un à l'autre. Là, ils peuvent également utiliser des transformateurs pour convertir la haute tension en basse tension. Par exemple, dans une alimentation en courant continu linéaire, un transformateur est utilisé à l'entrée pour abaisser le secteur alternatif au niveau souhaité. Mais il existe également des applications sans transformateur. Dans la topologie sans transformateur, la tension continue (provenant de l'entrée ou convertie à partir de l'alimentation alternative) est activée et désactivée pour produire un signal continu pulsé haute fréquence. Le rapport de temps d'activation / désactivation définit le niveau de tension CC de sortie. Cela peut être considéré comme une transformation progressive. De plus, les convertisseurs abaisseur, convertisseurs élévateurs et 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 composés de transistors, d’inductances et de condensateurs..

Cependant, les conceptions impliquées dans des circuits sans transformateur et des alimentations à découpage qui utilisent des transformateurs comparativement plus petits sont moins chères à produire. De plus, leur efficacité est supérieure et leur taille et leur poids sont moins importants..

Quelle est la différence entre un convertisseur de tension et un transformateur?

Convertisseur de tension vs transformateur
Il existe différents types de convertisseurs de tension pour effectuer des conversions entre les tensions continue et alternative..	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 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 des principes électroniques et la commutation de semi-conducteurs.	Le principe de base du fonctionnement du transformateur est l'électromagnétisme.
Efficacité
Les convertisseurs de tension ont un rendement comparativement plus élevé en raison de la faible génération de chaleur lors de la commutation de semi-conducteurs.	Les transformateurs sont moins efficaces, car ils font face à plusieurs pertes de puissance, notamment une forte chaleur dégagée par le 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, il faut utiliser de grands transformateurs..

Résumé - Convertisseur de tension vs transformateur

Les transformateurs et les convertisseurs de tension sont deux types de convertisseurs de puissance. Tandis qu'un transformateur est un dispositif isolé, 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 en CC. Mais les transformateurs ne peuvent avoir qu'une entrée de tensions alternatives. C'est la principale différence entre convertisseur de tension et transformateur.

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Référence:

1. «Transformateur». Wikipedia. Wikimedia Foundation, 07 juin 2017. Web. Disponible ici. 13 juin 2017.
2. «Convertisseur de tension». Wikipedia. Wikimedia Foundation, 23 avril 2017. Web. Disponible ici. 13 juin 2017.

Courtoisie d'image:

1. “Transformer3d col3” Par BillC sur Wikipedia anglais (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
2. “Convertisseur AC-DC” de Xorx77 sur Wikipedia anglais - Transféré de en.wikipedia à Commons par Closedmouth. (Domaine public) via Wikimedia Commons