Bu güç adaptörü neden transformatörsüz?

Bir transformatör olmadan 220V AC'yi 6V DC'ye çeviren bir pil şarj cihazı gördüm.

Şimdi neden güç adaptörlerinin çoğunun bir transformatör kullandığını merak ediyorum, verimlilik mi yoksa zamanla kayma mı?

Güncelleme: Bu devre bu meşalenin içinde

Bu cihazda bulduğunuz güç kaynağı, kapasitif bir damlalık olarak bilinen türdedir . (" Kapasitif güç kaynağı " Wikipedia makalesinde daha fazla bilgi " .)

Bu tür bir güç kaynağını görmemenizin temel nedeni genellikle basittir: güvensizdir . Bunun nedeni, AC güç kaynağının bir ayağının, zorunlu olarak doğrudan devreye bağlı olması gerektiğidir. İdeal olarak bu nötr bacak olmalıdır, ancak bunu garanti etmek zordur - kötü kablolanmış prizler veya polarize olmayan fişler, devrenin bir kısmının AC kaynağının sıcak ayağından enerjilenmesine neden olabilir.

Bu, diğerlerinin dediği gibi kapasitif bir damlalık arzıdır;

Torç veya şarj devresinin hiçbir parçasının bir alet kullanılmadan erişilemeyeceği şekilde (bu nedenle, Akü, LED'ler, anahtar, başka bir şey) tümü uygun bir ana girişe sahip plastik bir kutuya kapatılmayacak şekilde torçun içine yerleştirilirse şarj etmek için sadece iyi ve tamamen güvenlidir. Sorun, böyle bir şeyi dış dünyaya bağlamak için bir araç sağlamaya çalıştığınızda, acil durum fenerinde bir bataryayı şarj etmek için 10mA ya da öylesine bir şey şarj etmek için bu tür şeyler çok, çok standart.

Yeşil şey bir dirençtir, çoğunlukla kapak çok iyi olmadığında hızlı ani çizilen akımı sınırlamak için vardır, voltajın çoğu kondansatöre damlatılır, bu nedenle çok az güç harcanır, ancak güç faktörü korkunçtur.

Creapage mesafesinin biraz şüpheli göründüğü birkaç yer var, ama bunun dışında daha da kötüsünü gördüm.

Pek çok ülke, cihazların ana elektrik besleme uçları arasında veya açıkta kalan metal yüzeyler arasında önemli miktarda akım iletmemesini şart koşar, bu da tedarik talepleri ile bu yüzey arasında önemli bir potansiyel fark (örneğin 1000 volt) uygulandığında bile.

Cihazların bu gereksinimi karşılamasının üç yolu vardır:

1. Elektrik kullanan herhangi bir şey ile açıkta kalan metal yüzey arasında herhangi bir bağlantı yoktur.

2. Kesinlikle çok az miktarda güç gerektiren cihazlar için, ana şebekeye yalnızca hiçbir koşulda fazla akım geçmeyecek cihazlar üzerinden bağlayın. Böyle bir yaklaşım, sadece 10uA gerektiren bir LCD saat için uygulanabilir, ancak bunun ötesinde pratik olmaya uygun olmayabilir.

3. Elektriği başka bir enerji şekline dönüştürün ve ardından tekrar elektriğe dönüştürün. Aşırı izolasyon gerektiren durumlar için, iletken olmayan bir şaft üzerinden bir jeneratöre (dönen şaftı kullanan) bir elektrik şebekesine bağlı motor (elektriği hareketli bir manyetik alana dönüştürür, sonra şaftı döndürür) kullanabilir. daha sonra elektrik üretmek için kullanacağı alan). Bir transformatör, ortadaki iki dönüşüm adımını ihmal eden ve dolayısıyla ilişkili dönüşüm kayıplarını önleyen daha ucuz bir alternatiftir.

Yaklaşım 1, pratik olduğunda en ucuzudur. Yaklaşım # 2 çok nadiren pratiktir. Birçok cihaz # 1 veya # 2 kullanamaz ve bu nedenle # 3 uygular. Transformatörler # 3'ü gerçekleştirmenin tek yolu değil, ancak genellikle herhangi bir alternatiften daha ucuz ve daha pratik.

Verimlilik ve maliyet ile ilgili. Elektronik endüstrisinde güç yönetimi cihazları için eğilim, trafoları mümkün olduğunca (ve bununla birlikte bakır ve ağırlığı) ortadan kaldırmaktır. Bunu meşru bir şekilde yapma şekli , genellikle switch-mode güç kaynakları (SMPS) ve dönüştürücüler olarak adlandırılan bir devre sınıfıdır.

Anahtarlamalı devrelerde, bir osilatör (genellikle bazı durumlarda 20 20kHz'den düşük MHZ'ye kadar değişen frekanslarla kare dalga), enerji depolama elemanını kontrol eden bir anahtarı, genellikle bir MOSFET'i açar / kapatır; devre topolojisine bağlı olarak indüktör veya kondansatör vardır ve ECE kursunuzda bir giriş gücü elektroniği konusunu ne zaman ve ne zaman yapacağınızı öğreneceğiniz bir kaç tane vardır.

Gördüğünüz pil şarj cihazı büyük olasılıkla bir ACDC kur çevirici örneğidir, umarım. (Değilse, altı derin.) ACAC ve DCDC dönüştürücüler de vardır. Birincil voltajı artırırlarsa, yükseltici dönüştürücülerdir. Birincil adımı düşürürlerse , para birimi dönüştürücüleri olurlar . Aşılmaması gereken, örneğin, batarya voltajı istenen besleme voltajının altına ulaştığında, bataryayla çalışan devrelerde bataryaların ömrünü uzatmak için kullanılan kova artırıcı dönüştürücüler de vardır. (Takviye dönüştürücüleri hakkında pek bir şey duymadım, ancak bazı uygulamaları olsa şaşırmam).

$R_{ds(ON)}$

Anahtarlamalı güç devrelerinde çok fazla enerji bulunduğundan ve bileşenlerin toleranslarının sınırlarına yakın çalıştığından, zamanla sürüklenme eğilimindedirler (yongalar için, elektromidasyona bakma ve başarısızlık "). Yüksek enerji, bu devreleri birlikte çalışmayı tehlikeli kılan şeydir. Tasarımcılar bu gereksinimler nedeniyle güç sınıfı bileşenleri kullanıyorlar ve bunlar sizin değirmencilik pasif bileşeninizden daha pahalı, ancak daha güçlü.

Oldukça az sayıda yarı iletken üreticisi güç ve batarya yönetimi yongaları ve şimdi de enerji toplayan yongalar üretiyor ve genellikle konuyla ilgili çok iyi teknik literatüre sahipler, bu yüzden araştırmaya başlayın.

Güç elektroniği dünyasına hoş geldiniz.

DÜZENLE

Gösterdiğiniz devre kartı yapmamak için yoludur. Kartı doğru okuduysam, büyük yeşil bileşen büyük olasılıkla voltajı düşüren ve akımı şebeke voltajından sınırlayan yüksek güçlü, yüksek değerli bir tel sargılı dirençtir, daha sonra bu AC voltajını giderir ve düzeltir büyük bir kondansatör ile (turuncu-kırmızı bileşen). Direnç kesilinceye kadar çalışacaktır. Bir açık devre olarak başarısız olursa, şarj cihazı çalışmaz, ancak kısa devre olarak başarısız olursa, doğrultucu diyotları ve kondansatörü patlatacaktır. Bu güvenli bir devre değil. Birisini incitmeden önce geri alın ve para iadesi alın veya atın. (Ya da kritik olmayan projelerdeki parçalar için kullanın :-) - bileşenlerin ucuz ve düşük kalitede olması muhtemeldir.)

Hem güvenlik hem de küçük geri dönüş beslemesi ile 5V @ 2.1A elde etmek daha pratiktir çünkü. Kapasitif bir damlalık beslemesi, göreceli olarak daha az miktarda güç almak için büyük VA çekmelidir.

Akü bağlantılarının kullanıcıdan yalıtılması için düşük akımlı bir akü şarj cihazı yapılabilir, oysa bir güç adaptörü bir kabloya sahip olacak ve cihaz metal, bağlantı noktaları vb. Metallere maruz kalmış olabilir. elektrik çarpmış olabilir.

Bu PSU trafosuzdur, çünkü üretici maliyetleri düşürerek üründeki her kuruşu sıkmaya çalışır. Bu tür güç kaynakları daha önce tartışılmıştı , kullanıcı cihazdan elektrik şoku aldığını bildirdi. Şimdi, cihazınız daha iyi yalıtımlı gibi görünüyor, sadece küçük kırmızı LED ve anahtar kasadan çıkarken elektrik şebekesinde.

Çok endişeli olmazdım, ancak el feneri şarj olurken ellerimi mümkün olduğunca LED'den ve anahtardan tutardım.

Bu kapasitif düşürücüler genellikle Big Clive’in YouTube kanalında gösterilir; burada nasıl çalıştıklarını ve onlarla ilgili sorunları tartışır. Duskwuff'un dediği gibi, doğrudan bir şebeke bağlantısı var. Bazı devreler, girişe tek kutuplu bir anahtar koyarak ve polarize olmayan bir şebeke bağlantısı kullanarak daha da heyecanlı hale gelir, böylece 50/50 oranında canlı veya nötr anahtarlama yapma şansınız olur;

https://www.youtube.com/watch?v=QwqFkelUs_g , kapasitif düşürücü olan bir el feneri ve şebeke potansiyelinde bir USB portu gösterir. Çok heyecan verici!