¿Cuál es la diferencia entre un transformador y un inductor acoplado?

Los transformadores y los inductores acoplados parecen muy similares. ¿Hay alguna diferencia en la construcción? O solo en uso?

Esta pregunta hace algo similar, pero las respuestas no abordan mi pregunta: ¿ inductor acoplado frente a un transformador real?

Nunca he oído hablar de "inductor acoplado" como componente. ¿Puedes citar algún contexto?
" El criterio importante es que los devanados sean exactamente idénticos para generar el efecto de acoplamiento en un convertidor SEPIC. "
Creo que he oído hablar de inductores acoplados que no tenían devanados idénticos. ¿Convertidores flyback, tal vez? Pero es difícil para mí estar seguro de que alguien no estaba usando mal el término...
@StephenCollings Ese es un punto justo, porque si dejamos de lado el término específico, dos inductores que comparten un núcleo, o incluso dos bobinas colocadas coaxialmente (presumiblemente necesitaríamos cierta superposición si excluimos el acoplamiento de fuga magnética), sería ser inductores acoplados magnéticamente, es decir, inductores acoplados.
@AnindoGhosh ¿No llamamos transformadores a esas cosas? Será mejor que escribas una respuesta :)
@PhilFrost En una nota más ligera: la gente generalmente no vende LED como solo "diodos", eso podría tomarse de cualquier manera en el contexto de nuestra conjetura de "transformador" :-D
@PhilFrost Para no molestar a SWMBO, trato de evitar comenzar con una obra de respuesta durante el tiempo en familia ;-)
La Que Debe Ser Obedecida, La Gerencia Suprema, La Que Mi Jefe Tiene Que Preguntar..... O simplemente "La Gerencia". :-) ... volviendo a lavar los platos ...

Respuestas (4)

Los dos son básicamente la misma clase de dispositivo, aunque cada uno tendrá parámetros optimizados de manera diferente. Los dos nombres son para explicar los diferentes usos previstos, lo que también le da una idea rápida de cómo pueden diferir algunos de los parámetros. Por supuesto, solo las hojas de datos le dirán cuáles son los parámetros con seguridad.

Un transformador está diseñado específicamente para transferir energía de un devanado a otro. Desea que el acoplamiento entre los devanados sea lo mejor posible, la inductancia de fuga cero y la inductancia absoluta de cada devanado con el otro abierto a menudo no es una gran preocupación.

Con inductores acoplados, cada devanado todavía se usa solo por su inductancia, aunque, por supuesto, se utiliza algún acoplamiento, de lo contrario habría dos inductores separados. En general, la inductancia de fuga es un problema menor. De hecho, puede ser útil tener alguna inductancia individual mínima garantizada (no acoplada o de fuga ) para cada devanado. La inductancia absoluta de cada devanado con el otro abierto también es un parámetro importante que será bien especificado.

La energía que almacena un Joule Thief regresa del Primario (solo que de una manera diferente), pero tiene un secundario, por lo que es un inductor acoplado. Tiene un devanado de potencia primario y un devanado secundario que es un devanado de detección, que puede ser un cable mucho más delgado (alta resistencia; está en serie con un resistor de 1K, por lo que el resistor de 1K se puede hacer más pequeño para que la resistencia total del Secundario + La resistencia es 1K => muy delgada). Un inductor acoplado se puede acoplar para que un devanado se deposite y el otro se retire. O puede acoplarse para que un devanado sea un inductor y el otro para detectar el primer inductor.

Técnicamente son lo mismo, depende de su uso.

Por lo general, pensamos en un inductor como algo que almacena y libera energía, por lo que, por ejemplo, en una fuente de alimentación de tipo fly-back de modo de conmutación típica, podríamos llamarlo "transformador de retorno" o "inductor acoplado" en lugar de transformador.

Otro ejemplo es el inductor de salida en un convertidor reductor de múltiples salidas. Si decidimos enrollar los inductores para diferentes salidas en el mismo núcleo, lo llamaríamos un inductor acoplado.

Mientras que normalmente para un transformador aplicamos un voltaje de CA al primario para generar uno a través del secundario y la transferencia de energía es instantánea. Cualquier energía que almacene generalmente se considera algo malo (causando pérdidas), mientras que los inductores (acoplados o no) están destinados a almacenar y luego liberar energía.

He pensado más en esto últimamente y terminé en el mismo lugar que este. Un inductor almacena energía para su uso posterior, mientras que un transformador no tiene una función de cambio de tiempo.

Un inductor acoplado almacena energía. Por lo general, tienen un espacio, donde la energía se almacena en el campo magnético. Aparte de eso, se parecen mucho a los transformadores. Se usaría un inductor acoplado, por ejemplo, en un convertidor flyback, donde almacena energía mientras el interruptor está encendido y luego descarga la energía a la salida cuando el interruptor está apagado.

La mayoría de los transformadores (aparte de los inductores acoplados) están enrollados en núcleos de baja reluctancia. Tienen inductancias de magnetización y de fuga, pero son más como efectos parásitos. Un transformador ideal no tiene estas características. Un transformador ideal no almacena energía.

Por otro lado, un inductor acoplado es un inductor y está diseñado para almacenar una cantidad significativa de energía en el flujo del núcleo. Debido a esto, el núcleo tiene un espacio, ya sea un espacio discreto o distribuido, como en un núcleo de hierro en polvo. La energía se almacena principalmente en la brecha.

Creo que la mayoría de nosotros consideraría un inductor acoplado como un tipo especial de transformador.

Los transformadores también almacenan energía y pueden tener un hueco. ¿Cual es la diferencia?
Tal vez la terminología no sea precisa. Se puede hacer una distinción por el modo de operación. Por ejemplo, en el convertidor flyback, el "transformador" almacena toda la energía del primario mientras el interruptor está encendido; esta energía no se transfiere al secundario hasta que se apaga. En comparación, en el convertidor directo, la energía se transfiere del primario al secundario mientras el interruptor está encendido. Hay algo de energía en el flujo del núcleo, pero no almacena toda la energía que pasa a través de él. Los inductores acoplados están destinados específicamente a almacenar energía.
Entonces, ¿está diciendo ahora que la diferencia entre un transformador y los inductores acoplados es la forma en que están destinados a ser utilizados? Porque eso no es lo que saqué de su respuesta, que entendí como diciendo que los inductores acoplados son de alguna manera dispositivos diferentes con capacidades diferentes. Por ejemplo, un motor y un generador son esencialmente lo mismo, ligeramente optimizados para diferentes usos, pero se pueden usar en cualquier capacidad. Un LED y un rectificador son dispositivos similares , pero cada uno con capacidades únicas y nada intercambiables.
@PhilFrost Mire la diferencia de formas de onda de corriente y voltaje en estos 2 casos diferentes. a) Convertidor Flyback [inductor acoplado]. b) Convertidor directo [transformador].
@NickAlexeev Veo que su punto sobre el modo de uso es diferente, pero siempre pensé que la cosa en un convertidor flyback era un transformador. ¿Tal vez sea una variación regional en la terminología?
@PhilFrost No, la diferencia entre el transformador y el inductor acoplado es más profunda que la variación regional en la terminología. Consulte estos dos artículos: Sección 4. Diseño de transformadores de potencia , Sección 5. Diseño de inductores y transformadores Flyback . Estos son capítulos del Manual de diseño magnético de Unitrode (ahora TI). [Más tarde hoy, tal vez, podré escribir más de una respuesta que solo una lista de referencias.]
@PhilFrost Una diferencia interesante entre el inductor acoplado flyback y el transformador es que un inductor acoplado flyback necesitaría ser significativamente más grande que un transformador. Hice algunos cálculos para una fuente de alimentación de 250 W y el inductor acoplado de retorno tenía que tener 8 veces el volumen, en comparación con un transformador. Esta diferencia es menos notable a niveles de potencia más bajos. Los flybacks con una potencia de salida de más de 100 W son raros. Sin embargo, los flybacks dominan el rango por debajo de 40W. En general. Por cierto, tengo en mente convertidores fuera de línea.
@NickAlexeev: esto es bastante cierto; en el extremo inferior, los diseños flyback tienen la ventaja de tener el costo más bajo de los componentes. Esta ventaja se pierde a medida que aumenta el nivel de potencia y aumenta el tamaño del "transformador". Esto se puede compensar un poco aumentando la frecuencia de conmutación, pero eso plantea otras dificultades. Alrededor de 100 W es el límite práctico.

Dos inductores acoplados se pueden definir como dos inductores que comparten una parte de sus líneas de flujo. Debido a este acoplamiento, se inducen voltajes en el otro devanado (=acoplamiento mutuo). Ni más ni menos.

Un transformador es un dispositivo que utiliza dos inductores acoplados para aumentar o disminuir el nivel de voltaje. El enlace se realiza mediante hierro magnético, ferrita...

Sin embargo, también un motor de inducción y las líneas de transmisión suelen modelarse como inductores acoplados. El acoplamiento se puede ver por el hecho de que una corriente en una fase (o bobina) contribuye al voltaje en otra fase (o bobina). Debido a esto, nos convertimos en un conjunto de tres ecuaciones diferenciales acopladas. Dado que es bastante difícil trabajar con esto, generalmente se aplica una transformación de componentes simétricos (transformación de Fortescue) para obtener un sistema de tres ecuaciones desacopladas. También se pueden usar otras transformaciones como Clarke o Park cuando se considera un motor de inducción o síncrono.