Чому цей адаптер живлення без трансформаторів?

Я побачив зарядний пристрій, який перетворює 220 В змінного струму в 6 В постійного струму без трансформатора.

Зараз мені цікаво, чому багато (якщо не всі) адаптери живлення використовують трансформатор, це про ефективність чи про дрейфування з часом?

Оновлення: ця схема знаходиться всередині цього факела

Блок живлення, який ви знайшли в цьому пристрої, має тип, відомий як ємнісний крапельник . (Більше інформації у статті Вікіпедії " Ємне джерело живлення ".)

Основна причина, чому ви часто не бачите такого типу джерела живлення, проста: це небезпечно . Це тому, що одна нога джерела живлення змінного струму повинна, за необхідності, бути підключена безпосередньо до ланцюга. В ідеалі це повинна бути нейтральна ніжка, але важко це гарантувати - погано провідні розетки або неполяризовані штепсельні вилки можуть призвести до того, що частина ланцюга буде напружена гарячою ніжкою живлення змінного струму.

Це ємнісний запас крапельниці, як казали інші, але я збираюся трохи по-іншому бачити безпеку речей .....

Якщо він вбудований прямо в пальник, так що жодна частина факела або зарядного контуру не доступна без використання інструменту (Отже, акумулятор, світлодіодні індикатори, вимикач і все інше), все це запечатано всередині пластикової коробки з відповідним вхідним штепселем. для зарядки, то це просто добре і абсолютно безпечно. Проблема виникає лише тоді, коли ви намагаєтеся надати засоби для підключення такої речі до зовнішнього світу, бо, скажімо, 10mA або близько того, щоб вивести зарядку акумулятора в аварійному факелі, такі речі є дуже-дуже стандартними.

Зелена річ - це резистор, здебільшого там, щоб обмежити струм, що стягується швидкими шипами, коли ковпачок не приносить великої користі, більша частина напруги просочується по конденсатору, тому мало енергії розсіюється, але коефіцієнт потужності жахливий.

Є декілька місць, де відстань у сторінці видається трохи підозрілою, але крім цього я бачив набагато гірше.

Більшість країн вимагають, щоб пристрої не проводили значної кількості струму між будь-яким каналом електромережі та будь-якою відкритою металевою поверхнею, навіть якщо між виводами живлення та цією поверхнею застосовується значна різниця потенціалів (наприклад, 1000 вольт).

Існує три способи, коли пристрої можуть задовольнити цю вимогу:

1. Не майте ніякого зв'язку між чим-небудь, що використовує електрику, і будь-якою відкритою металевою поверхнею.

2. Для пристроїв, які потребують абсолютно невеликої кількості енергії, підключайте мережу тільки через пристрої, які не пропускатимуть великого струму ні за яких умов. Такий підхід може бути працездатним для РК-годинника, який вимагає лише 10uA, але не може бути практичним для багатьох поза цим.

3. Перетворіть електроенергію на іншу форму енергії, а потім перетворіть її на електроенергію. У випадках, коли потрібна надзвичайна ізоляція, можна використовувати електричний двигун (який перетворює електрику в рухоме магнітне поле, яке потім перетворює вал), з'єднаний через непровідний вал, до генератора (який використовує поворотний вал для генерації магніту, що рухається поле, яке воно потім використовуватиме для виробництва електроенергії). Трансформатор є більш дешевою альтернативою, яка пропускає середні два етапи перетворення і, таким чином, уникає пов'язаних з цим втрат перетворення.

Підхід №1 - найдешевший, коли практичний. Підхід №2 дуже рідко практичний. Багато пристроїв не можуть використовувати №1 або №2, і таким чином реалізувати №3. Трансформери - не єдиний спосіб досягти №3, але вони часто дешевші та практичніші, ніж будь-яка альтернатива.

Йдеться про ефективність та вартість. Тенденція в електронній галузі для пристроїв управління живленням - максимально відмовитися від трансформаторів (а з ним - міді та ваги). Те, як вони це роблять законно, - це клас схем, які зазвичай називаються джерелами живлення в режимі комутації (SMPS) та перетворювачами.

У схемах перемикання осцилятор (зазвичай квадратної хвилі, частотою від 20 кГц до низького МГц у деяких випадках) керує перемикачем, як правило, MOSFET, увімкненням / вимкненням, який керує елементом накопичення енергії, тобто індуктор або конденсатор, залежно від топології ланцюга, і їх декілька, як ви дізнаєтесь у курсі ECE, якщо і коли ви будете робити предмет електроніки введення електроенергії.

Зарядний пристрій, який ви бачили, - це, мабуть, приклад перетворювача долара ACDC. (Якщо це не так, глибоко шість.) Є також перетворювачі ACAC і DCDC. Якщо вони посилюють первинну напругу, вони є перетворювачами підвищення . Якщо вони відступають від первинного, вони є перетворювачами доларів . Щоб не переборщити, є також перетворювачі з підвищенням напруги, які, наприклад, використовуються для продовження терміну служби акумуляторів в ланцюгах, що працюють від акумуляторів, коли напруга акумулятора сягає нижче необхідної напруги живлення. (Я не чув багато про перетворювачі підсилення, але не здивувався б, якщо у них є додатки).

$R_{ds(ON)}$

Оскільки в ланцюгах живлення в режимі комутації багато енергії, і оскільки вони працюють наближених до меж допусків компонентів, вони, як правило, дрейфують з часом (для мікросхем, пошуку електроміграції та "фізики" невдача "). Висока енергія - це те, що робить ці схеми небезпечними для роботи. Дизайнери використовують компоненти енергетичного класу через ці вимоги, і вони дорожчі, але міцніші, ніж ваш пасивний компонент, що працює на заводі.

Дуже кілька виробників напівпровідників виготовляють мікросхеми управління живленням та акумулятором, а тепер мікросхеми, що займаються енергозбереженням, і зазвичай мають дуже гарну технічну літературу з цього питання, тому починайте вивчати.

Ласкаво просимо у світ силової електроніки.

EDIT

Ви показали друковану плату - це спосіб не робити цього. Якщо я правильно прочитав плату, велика зелена складова - це, мабуть, велика потужність, провідний резистор з високою цінністю, який падає напруга та обмежує струм від напруги мережі, а потім виправляє цю напругу змінного струму та згладжує її з колосальним великим конденсатором (оранжево-червоний компонент). Він буде працювати, поки резистор не вийде з ладу. Якщо він вийде з ладу у відкритому контурі, зарядний пристрій не працюватиме, але якщо він вийде з ладу як коротке замикання, він підірве випрямлячі діоди та конденсатор. Це не безпечна схема. Візьміть його назад і отримайте повернення, якщо можете, або викиньте його, перш ніж хтось отримає травму. (Або використовуйте його для деталей у некритичних проектах :-) - компоненти, ймовірно, будуть дешевими та низькою якістю.)

І для безпеки, і тому, що більш практичним є отримання (скажімо) 5V @ 2.1A з невеликим запасом прольоту. Ємнісний запас крапельниці повинен був би залучити величезний ВА, щоб отримати порівняно невелику кількість енергії.

Зарядний пристрій з низьким струмом може бути зроблений так, щоб акумуляторні з'єднання були ізольовані від користувача, тоді як у адаптера живлення буде шнур, а пристрій може виявити металеві, порти тощо. Якщо користувач піддається прямому підключенню до мережі, вони може бути уражений струмом.

Цей блок живлення без трансформаторів, оскільки виробник намагається вичавити кожну копійку з продукту, зменшуючи витрати. Такий тип джерел живлення обговорювався раніше , коли користувач повідомляв про отримання електричних ударів від пристрою. Тепер, здається, ваш пристрій краще ізолюється, оскільки лише маленький червоний світлодіод і перемикач мають потенціал живлення, не витримуючи корпусу.

Я б не надто хвилювався, але тримаю руки якнайдалі від світлодіода та вимикача, поки факел заряджається.

Ці ємнісні крапельниці часто демонструються на YouTube-каналі Big Clive, де він обговорює, як вони працюють та проблеми з ними. Як каже сутінковець, існує пряме електромережа. Деякі схеми стають ще більш захоплюючими, поставивши однополюсний перемикач на вхід і використовуючи неполяризоване мережеве з'єднання, тому у вас є шанс 50/50 перемикатися на живу або нейтральну мережу, завдяки чому прилад буде відключений від мережевого потенціалу!

https://www.youtube.com/watch?v=QwqFkelUs_g показує факел з ємнісним крапельницею та портом USB з мережевим потенціалом. Дуже захоплююче!