הבדל מפתח - ממיר מתח לעומת שנאי
בפועל, המתח מסופק ממקורות הבדלים רבים, לעתים קרובות באמצעות המתח החשמלי. למקורות מתח אלה, AC או DC, יש ערך ספציפי או סטנדרטי של מתח (לדוגמה, 230V ברשת AC ו-12V DC במצבר רכב). עם זאת, המכשירים החשמליים והאלקטרוניים לא באמת עובדים במתחים הספציפיים האלה; הם עשויים לעבוד על המתח הזה על ידי שיטת המרת מתח באספקת החשמל. ממירי מתח ושנאים הם שני סוגים של שיטות המבצעות המרת מתח זו. ההבדל העיקרי בין ממיר מתח לשנאי הוא שהשנאי מסוגל להמיר רק מתחי AC ואילו ממירי מתח עשויים להמיר בין שני סוגי המתחים.
מהו שנאי?
שנאי הופך מתח משתנה בזמן, בדרך כלל מתח AC סינוסואידי. זה עובד על עקרונות של אינדוקציה אלקטרומגנטית.
איור 01: Transformer
כמתואר באיור לעיל, שני סלילים מוליכים (בדרך כלל נחושת), ראשוניים ומשניים, כרוכים סביב ליבה פרומגנטית משותפת. בהתאם לחוק האינדוקציה של פאראדיי, המתח המשתנה על הסליל הראשוני מייצר זרם משתנה בזמן שעובר סביב הליבה. זה מייצר שדה מגנטי משתנה בזמן והשטף המגנטי מועבר דרך הליבה לסליל המשני. השטף המשתנה בזמן יוצר זרם משתנה בזמן בסליל המשני וכתוצאה מכך, מתח משתנה בזמן על הסליל המשני.
במצב אידיאלי שבו לא מתרחש אובדן הספק, כניסת ההספק לצד הראשוני שווה להספק המוצא במשני. לפיכך, IpVp =IsVs
גם, Ip/Is=Ns/N p
זה הופך את יחס המרת המתח לשווה ליחס של מספר הסיבובים.
VsVp=Ns/Np
לדוגמה, לשנאי 230V/12V יש יחס סיבובים של 230/12 ראשוני למשנית.
בהולכת חשמל, יש להגביר את המתח שנוצר בתחנת הכוח כדי להפוך את זרם ההולכה לנמוך, ובכך להפוך את אובדן ההספק לנמוך. בתחנות משנה ותחנות חלוקה, המתח ירד לרמת החלוקה. ביישום קצה כמו נורת LED, יש להמיר את מתח ה-AC מהרשת לכ-12-5V DC. שנאי מדרגים ושנאים מטה משמשים להעלאה והורדה של מתח הצד הראשוני לתוך המשני, בהתאמה.
מהו ממיר מתח?
ניתן לבצע המרת מתח בצורות רבות כגון AC ל-DC, DC ל-AC, AC ל-AC ו-DC ל-DC. עם זאת, ממירי DC ל-AC נקראים בדרך כלל ממירים. עם זאת, כל הממירים והממירים הללו אינם יחידות חד-רכיביות כמו שנאים, אלא הם מעגלים אלקטרוניים. אלה משמשים כיחידות ספק כוח שונות.
ממירי AC ל-DC
אלה הם הסוג הנפוץ ביותר של ממירי מתח. אלה משמשים ביחידות אספקת חשמל של מכשירים רבים כדי להמיר מתח רשת AC למתח DC עבור המעגלים האלקטרוניים.
DC to AC Converter או Inverter
אלה משמשים בעיקר בייצור כוח גיבוי מבנקי סוללות ומערכות פוטו-וולטאיות סולאריות. מתח ה-DC של לוחות ה-PV או הסוללות הופך למתח AC כדי לספק את מערכת החשמל של הבית או בניין מסחרי.
איור 02: ממיר DC ל-AC פשוט
AC to AC Converter
סוג זה של ממיר מתח משמש כמתאמי נסיעה; הם משמשים גם ביחידות אספקת חשמל של מכשירים המיועדים למדינות רבות. מכיוון שמדינות מסוימות כמו ארה ב ויפן משתמשות ב-100-120V ברשת הלאומית וחלק כמו בריטניה, אוסטרליה משתמשות ב-220-240V, יצרנים של מכשירים אלקטרוניים כמו טלוויזיות, מכונות כביסה וכו' משתמשים בממירי מתח מסוג זה כדי לשנות את המתח של רשת החשמל למתח AC תואם לפני ההמרה ל-DC במערכת. נוסעים שעוברים ממדינה אחת לאחרת עשויים להזדקק למתאמי נסיעות למדינות שונות כדי לגרום למחשבים הניידים והמטענים הניידים שלהם להתאים את עצמם למתח הרשת של המחוז.
DC to DC Converter
סוג זה של ממירי מתח משמש במתאמי חשמל לרכב כדי להפעיל מטענים ניידים ומערכות אלקטרוניות אחרות על מצבר הרכב. מכיוון שהסוללה מפיקה בדרך כלל 12V DC, ייתכן שהמכשירים יצטרכו לשנות את המתח מ-5V ל-24V DC בהתאם לדרישה.
הטופולוגיה המשמשת בממירים וממירים אלה עשויה להיות שונה מאחד לשני. שם, הם עשויים להשתמש בשנאים גם כדי להמיר מתח גבוה למתח נמוך יותר. לדוגמה, באספקת מתח DC ליניארית, נעשה שימוש בשנאי בכניסה כדי להוריד את רשת ה-AC לרמה הרצויה. אבל, יש גם יישומים ללא שנאים. בטופולוגיה נטולת שנאים, מתח DC (בין אם מכניסה או מומר מAC) מופעל ומכבה כדי ליצור אות DC-דופק בתדר גבוה. יחס זמן הפעלה-כיבוי מגדיר את רמת מתח ה-DC במוצא. זה יכול להיחשב כשינוי צעד למטה. בנוסף, ממירי buck, ממירי חיזוק וממירי buck-boost משמשים להמרת מתח DC פועם זה למתח גבוה יותר או נמוך יותר רצוי. ממירים מסוג זה הם אך ורק מעגלים אלקטרוניים המורכבים מטרנזיסטורים, משרנים וקבלים.
עם זאת, תכנונים המעורבים במעגלים נטולי שנאים ובספקי כוח מודפסים שמשתמשים בשנאים קטנים יחסית, זולים יותר לייצור. יתרה מכך, היעילות שלהם גבוהה יותר והגודל והמשקל פחותים.
מה ההבדל בין ממיר מתח לשנאי?
ממיר מתח לעומת שנאי |
|
| ישנם סוגים שונים של ממירי מתח לביצוע המרות בין מתחי DC ו-AC כאחד. | רובוטריקים משמשים רק להמרת מתחי חילופין; הם לא יכולים לפעול בזרם ישר. |
| Components | |
| ממירי מתח הם מעגלים אלקטרוניים, לפעמים מצוידים גם בשנאים. | רובוטריקים מורכבים מסלילי נחושת, מסופים וליבות פריט; זה מכשיר עצמאי. |
| עקרון העבודה | |
| רוב ממירי המתח עובדים על עקרונות אלקטרוניים ומיתוג מוליכים למחצה. | העיקרון הבסיסי של פעולת השנאי הוא אלקטרומגנטיות. |
| יעילות | |
| לממירי מתח יש יעילות גבוהה יותר באופן יחסי עקב ייצור חום נמוך במהלך מיתוג מוליכים למחצה. | רובוטריקים פחות יעילים מכיוון שהם מתמודדים עם מספר הפסדי חשמל, כולל ייצור חום גבוה עקב נחושת. |
| Applications | |
| ממירי מתח משמשים בעיקר במכשירים ניידים כגון מתאמי מתח, מתאמי נסיעות וכו' מאחר שהם קלים וקטנים יותר. | שנאים משמשים ביישומים רבים, אפילו בממירי מתח. עם זאת, אם יש להמיר מתחים גבוהים יותר, יש להשתמש בשנאים גדולים. |
סיכום – ממיר מתח לעומת שנאי
שנאים וממירי מתח הם שני סוגים של התקני ממירי כוח. בעוד ששנאי הוא מכשיר בודד עצמאי, ממירי מתח הם מעגלים אלקטרוניים המורכבים ממוליכים למחצה, משרנים, קבלים ולעיתים גם משנאים. ניתן להשתמש בממירי מתח עם כניסת DC או AC כדי להמיר אותם ל-AC או DC. אבל לשנאים יכולה להיות רק כניסה של מתחי AC. זה ההבדל העיקרי בין ממיר מתח לשנאי.
הורד גרסת PDF של ממיר מתח לעומת שנאי
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערות ציטוט. אנא הורד כאן גרסת PDF ההבדל בין ממיר מתח לשנאי.
