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¿Cómo cargadores de teléfonos han variable de voltaje de entrada con el voltaje de salida constante?

Mi comprensión básica es que un transformador puede disminuir una tensión por la relación de los devanados primario y secundario, ya que esta es una relación de la salida no es constante.

Por lo tanto mi pregunta es, ¿cómo son los cargadores como el apple cargador de teléfono (un Fly-back Interruptor de modo de fuente de alimentación) capaz de tomar una entrada de 100v-240v ~ 50/60 Hz para crear una constante de 5v de salida?

Apple Phone Charger Curcuit Encima es un supuesto diagrama de circuito de la manzana cargador de teléfono.

es esta constante tensión de salida de un efecto del transformador flyback? (tengo poca experiencia en AC a DC power supplies) Cualquier ayuda es muy apreciada.

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Liza Puntos 548

Moderno AC-DC fuentes de alimentación de hacer la conversión de voltaje en tres pasos. A grandes rasgos, el proceso es como sigue.

En primer lugar, rectifican la AC en DC, por lo que el 100 V de CA se mete en unos 140 V DC, y 240 V de CA se traduce en alrededor de 340 V DC. Este es un primer paso. Este es el rango de voltajes de que la segunda etapa de convertidor está tratando. Y esta tensión ha horrible ondas en 100 a 120 Hz.

La segunda etapa es una "chopper" que modula la alta tensión de corriente continua en alta frecuencia de los pulsos de 100 kHz o algo. Hay un controlador IC, que impulsa un par de poderosos MOSFETs, que se cargan con el devanado primario del transformador de aislamiento. El transformador, como usted ha tomado debida nota, tiene un fijo de radio de bobinado, por lo que la salida de pulsos tendría la variable de amplitud proporcional a la de entrada de CC (que es de 140 a 340V, sin contar las ondas de 50/60 Hz principal de la rectificación).

Sin embargo, el helicóptero también hace que estos pulsos de anchura diferente, que se llama PWM - Ancho de Pulso Modulación. Por lo tanto la salida del transformador, cuando rectifica "a medio camino" diodo rectificador y alisada con un gran condensador de salida, en promedio puede tener amplitud variable: estrecho pulsos de hacer el menor promedio de amplitud, y viceversa. Esta es la tercera etapa de AC-DC converter.

Así, mientras que el transformador tiene un fijo índice de bobinado, el PWM todavía permite cambiar la salida de un rectificador de gran alcance, y adaptarse a la fija transformador de la relación y de vasta gama de voltaje de entrada, incluyendo el voltaje de las ondas.

El control final y la estabilización de la tensión se realiza a través de mecanismo de retroalimentación negativa lineal de opto-aisladores. Si el voltaje rectificado va demasiado alta, la retroalimentación hace que el controlador IC a producir más estrecho pulsos, de manera que el voltaje va hacia abajo, y viceversa. Este mecanismo de retroalimentación no sólo se ocupa de la tensión, también controla la potencia total entregada a la fuente de alimentación de carga.

Hay algunos detalles de cómo los transformadores de tolerar las formas de onda asimétrica, hay algunos buenos trucos de ingeniería detrás de las escenas, pero básicamente eso es todo.

8voto

user44635 Puntos 4308

Si desea identificar un 'componente' que es el responsable de que el voltaje de salida constante, entonces es el de "retroalimentación".

El avance de ruta que incluye el transformador flyback empuja una cantidad controlable de la potencia a la salida. El voltaje en la salida se mide, y las solicitudes de comentarios sobre un menor o mayor cantidad de energía en cada momento, para mantener la tensión constante.

El camino hacia adelante está diseñado para ser capaz de ejecutar desde cualquier voltaje en el rango de entrada, que necesita un poco de cuidado con el diseño, pero es bastante sencillo.

La forma en que un convertidor flyback funciona es que su voltaje de salida se ajusta a lo que la tensión es necesaria para liberar el poder que se les ha pedido a entregar. Se puede dar un paso hacia arriba o hacia abajo por una gran proporción, para permitir que coincida con el voltaje de entrada y salida de relación.

3voto

Oliver Broad Puntos 31

El cargador del teléfono tiene que hacer varias cosas además de la regulación de la tensión. Tiene que convertir de AC a DC, bajar el voltaje sustancialmente y de manera sustancial el aislamiento entre la entrada y la salida.

Ya que estamos sólo interesados con el reglamento permite que en lugar de considerar un DC-DC "en el coche de" cargador, que acepta DC en un típico amplio rango de tensión, posiblemente, hasta 28V, y la convierte a 5V.

El cargador probablemente utiliza una rápida conmutación de transistor y el diodo para cambiar rápidamente entre la tensión de entrada y de tierra, luego un filtro LC para suavizar la conmutación y salida de la tensión media. El resultado de la función de transferencia es Vsal=D*Vin, donde D es un ciclo de trabajo del PWM. Razonable de las tensiones de entrada habrá una "D" el valor que se obtiene de 5v.

En su forma más simple D es establecido por un control de "amplificador de error" la comparación de Vsal con una tensión de referencia.

En la más refinada de las versiones de la PWM circuito modificado para cancelar la influencia de Vin, dos ejemplos de esto son "feedforward" y "modo actual". En el modo actual del pulso PWM termina cuando la corriente en el inductor alcanza un valor. Si el voltaje de entrada es mayor que el valor se alcanza antes, pero la salida es relativamente poco afectada.

Si este DC-DC de diseño es "actualizar" para incluir un transformador, a continuación, se da el popular "adelante" de la configuración, que puede ser más compacto y eficiente que flyback como el transformador puede utilizar magnético partes optimizado para el uso del transformador (ferrita), y el inductor puede utilizar las partes para el inductor de uso (polvo de hierro).

2voto

Altaf Hussain Puntos 11

El "transformador" en un convertidor flyback no es técnicamente un transformador, pero dos inductores acoplados. A diferencia de un transformador se almacena la energía magnética en un espacio de aire. El acumulador de energía se carga a través de un interruptor (transistor) durante la exploración y descarga a través de un diodo durante el flyback. Fuente y carga nunca están conectados de manera simultánea, y por tanto la relación de vueltas no se aplica.

En su lugar, el ciclo de trabajo, o la ratio, es lo que importa, ya que el promedio de voltaje a través de cualquier inductor debe ser cero. Esta relación es fácilmente variadas. El voltaje de salida es generalmente activamente regulada, es decir, estabilizado contra las variaciones de carga, a través de un regulador con retroalimentación.

El convertidor flyback genera el alto voltaje para una pantalla CRT, haciendo uso de la rápida flyback (o trazar) de la desviación horizontal, de ahí su nombre.

Edit: la relación de vueltas también importa, pero no tanto.

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