Por que os laptops precisam de transformadores maiores que os telefones celulares?

Todos os modernos adaptadores CA ou fontes CC são circuitos / sistemas de modo comutados. Por segurança, a linha AC pode ser isolada com um transformador. É um transformador de alta frequência, portanto muito menor em tamanho físico.

AC é 50 / 60Hz (ciclos por segundo). Os reguladores de comutação são de 50kHz a Mega-Hz. Como tal, o transformador de isolamento é muito menor. Esta é a razão da mudança do transformador maciço para um transformador muito menor de alto quilo-Hz.

A economia de material (enrolamento de cobre, núcleo de ferro) e a eficiência por comutação eletrônica, afetando um custo muito menor, muito mais eficiente em termos de energia e menor tamanho.

O mesmo que o antigo design de transformador aqui: O lado de 'saída' (2ndary) do transformador é retificado para tensão DC bruta. Para o menor tamanho, a relação da bobina do transformador pode ser de 1: 1 (saída a 110VAC, EUA). Alta voltagem! Ou qualquer proporção para melhor design geral. A diferença: A DC bruta é a fonte de alimentação DC somente para um circuito de comutação, não para a saída. A saída do circuito comutado é a fonte DC final.

Circuito comutado simplificado: Quando o comutador está ligado, o DC bruto carrega a bobina. Quando desativado, o DC bruto é desconectado da bobina. Agora, pela natureza da bobina, a bobina força a energia para fora de si (tente se aliviar!). Os interruptores em seus terminais 'acontecem' para estar ligados e conectados a um capacitor. A bobina descarrega sua energia para o capacitor. Este capacitor é o capacitor de suavização de saída DC, dobrando como um armazenamento de energia secundário.

A carga na saída, média enquanto, continua a esgotar a energia do capacitor. A bobina recarrega o capacitor de tempos em tempos. A DC bruta reabastece a energia da bobina, de tempos em tempos.

No caso não isolado, nenhum transformador e o AC 110V (EUA) são diretamente retificados (alta voltagem perigosa!) Para formar o DC bruto (cerca de 120-150Vdc).

O resto da eletrônica regula a tensão de saída. Quando o capacitor atinge a tensão desejada, a bobina é desligada do capacitor, impedindo o carregamento de tensão mais alta e mais alta. Ao mesmo tempo, a bobina é reconectada ao DC bruto para recarregar. Quando a saída está muito baixa, a bobina é reconectada de volta ao capacitor para recarregá-la.

A frequência de chaveamento é escolhida para resultados ótimos, considerados entre tamanho físico, eficiência e custo.

Em resumo: retifique; alta voltagem DC; carregar a bobina; despejar a energia da bobina no capacitor de saída; repetir.

Por natureza, o circuito de comutação NÃO é isolado (comutação CC para CC). Pelo menos um fio é comum, uma conexão direta de entrada para saída.

Se o isolamento não for necessário (digamos, dentro de um pacote fechado, como uma lâmpada), talvez nenhum transformador. O isolamento é para segurança, então um transformador é adicionado. Quanto menor a frequência, menos eficiente na conversão elétrica-magnética. Certamente, a uma freqüência muito alta, a eficiência de conversão começa a diminuir.) Resumo da bobina: Um transformador de isolamento opcional. Pelo menos uma bobina para armazenar energia como forma de transferir energia da entrada para a saída.

Extra para a mente inquisitiva: pule a bobina! Tudo que você precisa é de um interruptor para carregar o capacitor de saída (modo de capacitor chaveado!), Diretamente do DC cru! Ao atingir a tensão de saída desejada, desligue. Feito! Salve um componente de bobina! Você diria: Não é possível dirigir um boné? OK, adicione um resistor limitador de corrente. O resistor ainda é muito mais barato que uma bobina. Por que precisa de uma bobina? Leia mais ... Por que não-prima retificar o AC 110V, então a fonte CC bruta para um gerador de alta frequência para acionar um transformador de alta freqüência? Em vez de 60Hz, agora você tem sistema de 50kHz AC! Mesmo pequeno transformador.

Em seguida, o transformador desce pela tensão CA. Retifique, Voila! [Dica: eficiência e potência de saída].

[Eficiência: Energia no capacitor = (1/2) xCV ^ 2; bobina equivalente: (1/2) Li ^ 2. Como a tensão aumenta na tampa [ou equivalente para a bobina], é mais eficiente: V é quadrado. Quadrado 5V = 25. Quadrado 100V = 10.000! Dumping 5V para o capacitor / bobina é apenas isso. Despejando 105V (110V-5Vout) em uma bobina, uau!]