Преобразователь напряжения — это преобразователь электроэнергии , который изменяет напряжение источника электроэнергии. Он может быть объединен с другими компонентами для создания источника питания .
Преобразование переменного напряжения использует трансформатор . Преобразование из одного постоянного напряжения в другое требует электронных схем ( до развития полупроводниковой электроники требовалось электромеханическое оборудование ), например, преобразователь постоянного тока в постоянный . [1] Сетевое питание (называемое в США бытовым током) является универсальным переменным током. [2]
Обычно преобразователь напряжения используется для устройства, которое позволяет приборам, рассчитанным на напряжение сети одного географического региона, работать в области с другим напряжением. Такое устройство можно назвать преобразователем напряжения , преобразователем мощности , дорожным адаптером и т. д. Большинство однофазных розеток переменного тока в мире подают питание при напряжении 210–240 В или 100–120 В. Можно использовать трансформатор или автотрансформатор ; (авто)трансформаторы по своей сути обратимы, поэтому один и тот же трансформатор можно использовать для повышения или понижения напряжения в том же соотношении. Более легкие и меньшие устройства можно изготавливать с использованием электронных схем; снизить напряжение электронным способом проще и дешевле, чем повышать его. Доступны небольшие, недорогие дорожные адаптеры , подходящие для маломощных устройств, таких как электробритвы , но не, скажем, фены ; дорожные адаптеры обычно включают в себя адаптеры со штепсельными разъемами для разных стандартов, используемых в разных странах. Трансформатор будет использоваться для более высокой мощности.
Трансформаторы не изменяют частоту электричества; во многих регионах с напряжением 100–120 В электричество подается с частотой 60 Гц , а в регионах с напряжением 210–240 В, как правило, используется частота 50 Гц. Это может повлиять на работу устройств, зависящих от частоты сети (некоторые проигрыватели виниловых дисков и работающие только от сети электрические часы и т. д., хотя современное оборудование вряд ли будет зависеть от частоты сети). Оборудование с мощными двигателями или внутренними трансформаторами, рассчитанными на работу с частотой 60 Гц, может перегреваться при частоте 50 Гц, даже если подаваемое напряжение правильное.
Большинство электрооборудования с питанием от сети, хотя оно может указывать одно номинальное напряжение, на самом деле имеет диапазон допуска выше и ниже этой точки. Таким образом, устройства обычно могут использоваться либо при любом напряжении от примерно 100 до 120 В, либо при любом напряжении от примерно 210 до 240 В. В таких случаях преобразователи напряжения должны быть указаны только для преобразования любого напряжения в пределах одного диапазона в напряжение в пределах другого, а не для отдельных преобразователей, необходимых для всех возможных пар номинальных напряжений (110–220, 117–220, 110–230 и т. д.)
Другим требованием является обеспечение устройства электричеством низкого напряжения от сети; это будет сделано с помощью того, что обычно называется блоком питания . Большинству современных электронных устройств требуется от 1,5 до 24 вольт постоянного тока; маломощные устройства при таких напряжениях часто могут работать как от батарей, так и от сети. Некоторые устройства включают в себя блок питания и просто подключаются к сети. Другие используют внешний источник питания, состоящий либо из трансформатора и выпрямителя, либо из электронной схемы. Импульсные блоки питания получили широкое распространение в начале двадцать первого века; они меньше и легче, чем некогда универсальные трансформаторные преобразователи, и часто предназначены для работы от сети переменного тока при любом напряжении от 100 до 250 В. Кроме того, поскольку они обычно выпрямляются для работы при постоянном напряжении, они минимально подвержены влиянию частоты сети (50 против 60 Гц). Подробная информация о работе приведена в статье об источниках питания .
Преобразователи напряжения могут использоваться в транспортных средствах с розетками постоянного тока 12 В. Простой понижающий преобразователь напряжения может использоваться для снижения напряжения для маломощных устройств; если требуется более 12 В или для мощных устройств, используется импульсный источник питания. Выход обычно будет постоянным в диапазоне 1,5–24 В. Доступны источники питания, которые выводят либо 100–120 В переменного тока, либо 210–240 В переменного тока; они называются инверторами из-за преобразования постоянного тока в переменный, а не изменения напряжения. Выходная частота и форма волны инвертора могут не точно воспроизводить частоту и форму волны, подаваемую сетевым электричеством, хотя обычно это не является проблемой.