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变压器和转换器工作原理介绍 它们的区别有哪些?

2965 2022-05-11 10:40:33 来源: 网络 作者: IC小编

电子元器件行业内,总会有一些看似相似的元器件,我们很容易混淆,变压器和转换器乍听名称感觉功能作用差不多,但是我们一定要注意区分。本文将为大家详细介绍变压器和转换器的区别,以及这两种器件的工作原理。

一、变压器

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器器。电路符号常用T当作编号的开头。例: T01, T201等。


变压器


变压器:是利用电磁感应的原理改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。

按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。

二、转换器

转换器是指将一种信号转换成另一种信号的装置。信号是信息存在的形式或载体。在自动化仪表设备和自动控制系统中,常将一种信号转换成另一种与标准量或参考量比较后的信号,以便将两类仪表联接起来,因此,转换器常常是两个仪表间的中间环节。

常见的电压转换器有插线板、也叫排插、插板、接线板,香港人叫拖线板等。拿起我们平时使用的插线板后面除了印有电转换器的产品名称外,还有一些电气参数,例如最大电压,最大电流,频率等。


转换器


各种类型的转换器的出现,大大扩大了各类仪表的使用范围,使自动控制系统具有更多的灵活性和更广的适应性。各类转换器的基本作用是将信息转换成便于传输和处理的形式,要求转换过程中信息不发生畸变、失真、延迟等,因此对转换器的线性度、输入输出阻抗匹配和隔离等有一定要求:

1、线性特性。要求转换器的输出信号Y与输入信号X之间具有良好的比例关系,即Y=KX+A,式中K、A为常数。

2、输入阻抗和输出阻抗。转换器输入阻抗和输出阻抗必须与输入端仪表和输出端仪表相匹配,才能获得高的转换精度。

3、隔离特性。输入电路、输出电路与电源电路在直流电位上应彼此隔离,输入、输出电路 F的接地点应分开,以提高抗干扰能力。

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三、变压器的工作原理

变压器由铁芯和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成。

铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗,铁心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联系,线圈由绝缘铜线绕成。一个线圈接交流电称为初级线圈,另一个线圈接用电器称为次级线圈。


变压器的工作原理


实际的变压器是很复杂的,不可避免地存在铜损、铁损和漏磁等,为了简化讨论这里只介绍理想变压器。

理想变压器成立的条件是:忽略漏磁通,忽略原、副线圈的电阻,忽略铁心的损耗,忽略空载电流(副线圈开路原线圈线圈中的电流)。例如电力变压器在满载运行时即接近理想变压器情况。

四、转换器的工作原理

本文主要给大家介绍AD转换器的原理,下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点:积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1、积分型(如TLC7135

积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间或频率,然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。

2、逐次比较型(如TLC0831

逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低,在低分辩率时价格很高。


AD转换器


3、并行比较型/串并行比较型(如TLC5510

并行比较型AD采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称FLash型。由于转换速率极高,n位的转换需要2n-1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为Half flash型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级型AD,而从转换时序角度又可称为流水线型AD,现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高,电路规模比并行型小。

4、Σ-Δ(Sigma?/FONT>delta调制型(如AD7705

Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型,将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号,用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化,因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。


转换器的工作原理


5、电容阵列逐次比较型

电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式,也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致,在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列,可以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。

6、压频变换型(如AD650

压频变换型是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率,然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD的分辨率几乎可以无限增加,只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辩率高、功耗低、价格低,但是需要外部计数电路共同完成AD转换。

以上就是变压器和转换器这两种元器件的区别和工作原理介绍,以上就是本文的全部内容,如果觉得本文对您有所帮助,请持续关注“IC先生”网站以及“IC先生”微信公众号,我们将给您带来更多新闻资讯和知识科普!

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