Gli alimentatori 110-250 V sprecano energia a tensioni più elevate?

Fornirò un adattatore standard di rete-> USB come esempio.

Sappiamo che l'uscita dell'USB rimarrà invariata, indipendentemente dalla tensione applicata all'intervallo consentito all'ingresso.

Se stiamo usando questo adattatore nel Regno Unito, applicheremo 230v in tutto l'input. Stiamo sprecando energia a questa tensione rispetto all'utilizzo del dispositivo a una tensione inferiore, diciamo 110 V?

Parli di trasformatori e adattatori di potenza come se fossero gli stessi ma non lo sono.

Un alimentatore (vecchio stile) basato su trasformatore sarà grande e pesante e di solito adatto solo a 110 V o 240 V CA. Non entrambi, a meno che non ci sia un'impostazione per esso che seleziona un diverso tocco sul trasformatore.

I moderni adattatori di potenza sono piuttosto diversi, molto più piccoli e leggeri (per la stessa potenza) e possono gestire un ampio intervallo di tensioni di ingresso come 80 V a 240 V CA. Questi adattatori sono adattatori di alimentazione in modalità a commutazione isolata e contengono un trasformatore molto piccolo che funziona ad alta frequenza.

L'adattatore USB sarà senza dubbio del secondo tipo (di commutazione). Si adatta facilmente in tasca? Quindi è uno switcher.

Dipende dal design dell'adattatore di alimentazione in modalità commutata se è più o meno efficiente a 110 V o 240 V CA. Il design potrebbe essere ottimizzato per 110 V e quindi essere meno efficiente a 240 V. O viceversa. Non c'è verità generale qui.

Forse pensi che la tensione in eccesso quando usi 240 V invece di 110 V verrebbe "bruciata". Beh, non lo è, i convertitori commutati gestiscono questo in un modo più efficiente in modo da perdere solo una piccola quantità di energia con qualsiasi tensione di ingresso e corrente di uscita.

Il modo in cui tali convertitori di commutazione possono gestire una gamma di tensioni di ingresso così ampia è il risultato del modo in cui funzionano questi convertitori. L' energia elettrica dall'ingresso viene convertita in energia magnetica nel trasformatore e quindi di nuovo in energia elettrica. Un transistor sul lato di ingresso del trasformatore commuta la potenza di ingresso (a circa 100 kHz o giù di lì) e quindi determina la quantità di energia che entra nel trasformatore. Quindi non viene alimentata più energia di quella necessaria (all'uscita) nel trasformatore! Questa è una soluzione molto efficiente per controllare la potenza e quindi la tensione in uscita.

Le correnti di commutazione sono più basse a tensioni più elevate (come devono essere per la stessa potenza di uscita), quindi le perdite di conduzione saranno inferiori a una tensione di ingresso più elevata.

I materiali di consumo progettati solo per l' ingresso a 120 V CA hanno spesso un duplicatore di ingresso per produrre una guida da 300 V, tuttavia 600 V è un po 'troppo elevato per il comfort, quindi raramente, se non mai, per materiali in grado di gestire un ingresso a 240 V CA (compresi i materiali di consumo ad ampio raggio).

L' efficienza più bassa di un'alimentazione di commutazione (per una determinata potenza di uscita che rientra nel normale intervallo operativo, ad esempio più del 10% della potenza di uscita nominale) è in genere alla tensione di ingresso minima .

Per una data tensione di ingresso, l'efficienza di solito raggiunge un picco per una corrente di carico da qualche parte nel normale intervallo operativo (è una curva convessa con un massimo).

Per chiarire questo, tuttavia, si tratta di un secondo ordine effetto del , l'efficienza potrebbe essere (per un certo carico) 80% con 240 V in e 75% con 120 V in. Non ci dovrebbe essere una differenza enorme, supponendo che l'alimentazione sia ben progettata (tutte le scommesse sono disattivate con la posta indesiderata contraffatta).

L'adattatore da rete a USB è quasi certamente un alimentatore a commutazione e probabilmente contiene un circuito simile a questo

Se fosse un semplice trasformatore sarebbe pesante e diventerebbe molto (pericolosamente) caldo quando usato con 250Vac o avrebbe un interruttore per collegare due primarie in parallelo quando usato con una rete da 110 V e in serie quando usato con una rete da 230 V.

Questo tipo di circuito è chiamato alimentatore Flyback e funziona con l'accensione del dispositivo di commutazione e l'accumulo di corrente nel primario. Quando l'interruttore si spegne, il trasformatore torna indietro e la corrente può fluire nel secondario.

Il trasformatore e l'optoisolatore forniscono isolamento per motivi di sicurezza e il trasformatore viene commutato a una frequenza relativamente alta (decine alte o basse centinaia di kHz) per ridurre al minimo le dimensioni e il costo del trasformatore necessario.

Questo tipo di circuito è generalmente più efficiente con una rete alta che bassa, il che significa che sprecherà meno energia ad alta rete. Detto questo, è altamente efficiente a qualsiasi livello. L'IC di controllo non deve necessariamente essere un interruttore TOP: molti produttori producono IC per questo.

Dipende dal tipo di trasformatore. Di solito sono realizzati per tensioni standard come 230 V e la loro perdita di potenza per quella tensione potrebbe essere di circa l'1% o anche meno. Se si modifica la tensione di ingresso, potrebbe cadere, ma solo una percentuale non pari alla metà per 110V. Se metà della potenza venisse semplicemente sprecata, significherebbe che viene convertita in calore.