Hvorfor trenger bærbare datamaskiner større transformatorer enn mobiltelefoner?

Alle moderne vekselstrømadaptere eller likestrømforsyninger er koblede moduskretser / systemer. For sikkerhets skyld kan AC-ledningen isoleres med en transformator. Det er en høyfrekvent transformator, og dermed mye mindre i fysisk størrelse.

AC er 50 / 60Hz (sykluser per sekund). Bryteregulatorer er 50kHz til Mega-Hz. Som sådan er isolasjonstransformatoren mye mindre. Dette er grunnen til endringen fra massiv transformator til en mye mindre høy-kilo-Hz transformator.

Materialbesparelsene (kobbervikling, jernkjerne) og effektiviteten ved elektronisk bytte, som gir mye lavere kostnader, mye mer energieffektiv og mindre størrelse.

Samme som den gamle transformatordesignen her: Transformatorens "utgangsside" (2dre) korrigeres til rå DC spenning. For minste størrelse, kan transformatorspoleforholdet være 1: 1 (utgang ved 110VAC, USA). Høyspenning! Eller uansett forhold for best overall design. Forskjellen: Den rå DC er likestrømforsyningen bare for en bryterkrets, ikke til utgangen. Koblet utgang er den endelige DC-forsyningen.

Forkoblet forkoblet forenklet: Når bryteren er på, lader den røde DC spolen spole. Når den er slukket, kobles rå DC fra spolen. Nå, etter spolenes natur, styrker spolen energien ut av seg selv (prøv å lindre seg!). Bryterne på sine terminaler "skje" for å være på og koblet til en kondensator. Spolen dumper sin energi til kondensatoren. Denne kondensatoren er DC-utjevningskondensatoren, dobling som en 2-årig energilagring.

Lasten ved utgangen, gjennomsnittlig, fortsetter å tømme kondensatorenergien. Spolen lader kondensatoren fra tid til annen. Den rå DC fyller spolenergien fra tid til annen.

I ikke-isolert tilfelle, er ingen transformer, og AC 110V (USA) rettet direkte (farlig høyspenning!) For å danne den rå DC (ca. 120-150Vdc).

Resten av elektronikken regulerer utgangspenningen. Når kondensatoren når ønsket spenning, slås spolen av fra kondensatoren, og forhindrer lading til høyere og høyere spenning. Samtidig blir spolen koblet til rå DC for å lade opp. Når utgangen er tømt for lav, kobles spolen tilbake til kondensatoren for å lade den opp.

Byttefrekvensen er valgt for optimale resultater, vurdert blant fysisk størrelse, effektivitet og kostnad.

I sammendraget: Rectify; høy DC spenning; lade spolen; dumpe spolenergi til utgangskondensator; gjenta.

Av naturen er koblingskretsen ikke isolert (DC til DC-omkobling). Minst en ledning er vanlig, en direkte tilkobling fra inngang til utgang.

Hvis isolasjon ikke er nødvendig (si, inne i en lukket pakke, for eksempel en lyspære), kanskje ikke en transformator. Isolasjon er for sikkerheten, så en transformator legges til. Jo lavere frekvensen, jo mindre effektiv i elektromagnetisk konvertering. Sikkert, ved for høy frekvens begynner konverteringseffektiviteten å avta.) Sammendrag: En valgfri isolasjonstransformator. Minst en spole for å lagre energi som en måte å overføre energi fra inngang til utgang.

Ekstra for spørsmålet: Hopp over spolen! Alt du trenger er en bryter for å lade utgangskondensatoren (bytt kondensatormodus!), Direkte fra rå DC! Når du når ønsket utgangsspenning, slår du av. Ferdig! Lagre en spole komponent! Du vil si: Kan ikke spenningen drive en hette? OK, legg til en gjeldende begrensningsmotstand. Motstanden er fortsatt mye billigere enn en spole. Hvorfor trenger en spole? Mer ... Hvorfor ikke råre rette AC 110V, så den raske DC-forsyningen for en høyfrekvent generator for å drive en høyfrekvent transformator? I stedet for 60Hz har du nå 50kHz AC-system! Samme små transformator.

Deretter går transformatoren nedover spenningen. Rectify, Voila! [Hint: effektivitet og utgangseffekt].

[Effektivitet: Energi på kondensator = (1/2) xCV ^ 2; spole ekvivalent: (1/2) Li ^ 2. Når spenningen blir høyere på hatten [eller tilsvarende for spolen], er den mer effektiv: V er kvadret. Square 5V = 25. Square 100V = 10,000! Dumping 5V til kondensatoren / spolen er bare så mye. Dumping 105V (110V-5Vout) på en spole, wow!]