Perché i laptop hanno bisogno di trasformatori più grandi rispetto ai telefoni cellulari?

Tutti i moderni adattatori CA o DC sono circuiti / sistemi in modalità commutata. Per sicurezza, la linea CA potrebbe essere isolata con un trasformatore. È un trasformatore ad alta frequenza, quindi molto più piccolo nelle dimensioni fisiche.

AC è 50 / 60Hz (cicli al secondo). I regolatori di commutazione sono da 50kHz a Mega-Hz. In quanto tale, il trasformatore di isolamento è molto più piccolo. Questa è la ragione del passaggio dal trasformatore di massa a un trasformatore ad alto chilo-Hz molto più piccolo.

I risparmi di materiale (avvolgimento in rame, nucleo di ferro) e l'efficienza mediante commutazione elettronica, che ha un costo molto più basso, molto più efficiente dal punto di vista energetico e dimensioni più ridotte.

Come il vecchio design del trasformatore: il lato "uscita" (secondario) del trasformatore viene rettificato con tensione CC non elaborata. Per le dimensioni più ridotte, il rapporto della bobina del trasformatore potrebbe essere 1: 1 (uscita a 110 V CA, USA). Alta tensione! O qualunque rapporto per il miglior design complessivo. La differenza: la CC non elaborata è l'alimentazione CC per un solo circuito di commutazione, non per l'uscita. L'uscita del circuito commutato è l'alimentazione CC finale.

Circuito commutato semplificato: quando l'interruttore è acceso, la CC grezza carica la bobina. Quando è spento, la CC non funzionante viene scollegata dalla bobina. Ora, per natura della bobina, la bobina forza l'energia fuori di sé (prova a scaricare se stessa!). Gli interruttori ai suoi terminali "capita" di essere accesi e collegati a un condensatore. La bobina scarica la sua energia nel condensatore. Questo condensatore è il condensatore di livellamento DC in uscita, raddoppiandolo come deposito di energia secondario.

Il carico in uscita, significa mentre, continua ad esaurire l'energia del condensatore. La bobina ricarica di tanto in tanto il condensatore. La CC grezza reintegra l'energia della bobina, di volta in volta.

In caso non isolato, nessun trasformatore e AC 110V (USA) viene rettificato direttamente (pericolosa alta tensione!) Per formare la CC non elaborata (circa 120-150 V cc).

Il resto dell'elettronica regola la tensione in uscita. Quando il condensatore raggiunge la tensione desiderata, la bobina viene spenta dal condensatore, impedendo la carica a una tensione sempre più alta. Allo stesso tempo, la bobina viene ricollegata alla CC grezza per la ricarica. Quando l'uscita è esaurita troppo bassa, la bobina viene ricollegata al condensatore per ricaricarla.

La frequenza di commutazione viene scelta per ottenere risultati ottimali, considerati tra dimensioni fisiche, efficienza e costi.

In sintesi: rettifica; alta tensione DC; caricare la bobina; scaricare l'energia della bobina al condensatore di uscita; ripetere.

Per natura, il circuito di commutazione NON è isolato (commutazione da CC a CC). Almeno un filo è comune, una connessione diretta dall'ingresso all'uscita.

Se l'isolamento non è necessario (ad esempio all'interno di un pacchetto chiuso, ad esempio una lampadina), forse nessun trasformatore. L'isolamento è per sicurezza, quindi viene aggiunto un trasformatore. Più bassa è la frequenza, meno efficiente è la conversione elettromagnetica. Sicuramente, a frequenze troppo elevate, l'efficienza di conversione inizia a ridursi.) Riepilogo bobina: un trasformatore di isolamento opzionale. Almeno una bobina per immagazzinare energia come mezzo per trasferire energia dall'ingresso all'uscita.

Extra per la mente indagatrice: salta la bobina! Tutto ciò di cui hai bisogno è un interruttore per caricare il condensatore di uscita (modalità condensatore commutato!), Direttamente dal DC grezzo! Quando si raggiunge la tensione di uscita desiderata, spegnere. Fatto! Salva un componente della bobina! Diresti: la tensione non può guidare un berretto? OK, aggiungi un resistore limitatore di corrente. Il resistore è ancora molto più economico di una bobina. Perché bisogno di una bobina? Altro ... Perché non rettificare in modo corretto l'AC 110 V, quindi l'alimentazione CC grezza per un generatore di alte frequenze per pilotare un trasformatore ad alta frequenza? Invece di 60Hz, ora hai un sistema AC a 50kHz! Lo stesso piccolo trasformatore.

Successivamente, il trasformatore scende la tensione CA. Correggi, Voilà! [Suggerimento: efficienza e potenza di uscita].

[Efficienza: Energia su condensatore = (1/2) xCV ^ 2; equivalente bobina: (1/2) Li ^ 2. Dato che la tensione aumenta sul cappuccio [o equivalente per la bobina], è più efficiente: V è al quadrato. Quadrato 5V = 25. Quadrato 100 V = 10.000! Il dumping di 5 V sul condensatore / bobina è solo molto. Scarica 105V (110V-5Vout) su una bobina, wow!]