Что такое импульсный адаптер переменного тока?

Что такое импульсный адаптер переменного тока?

Импульсный адаптер переменного тока — это адаптер для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) для информационного оборудования и т. д. с использованием метода коммутации, который в настоящее время является основным методом адаптеров переменного тока.

До появления импульсных адаптеров переменного тока линейные адаптеры переменного тока преобразовывали мощность в низкое напряжение через железный сердечник (трансформатор), регулировали переменный ток с помощью диодов, а затем использовали конденсаторы и другие схемы для проведения электричества к используемому устройству. С другой стороны, в отличие от линейного метода, импульсный адаптер переменного тока преобразует переменный ток в высокочастотный постоянный ток с самого начала и не использует железный сердечник (трансформатор).

Особенностью импульсных адаптеров переменного тока является то, что они используют транзисторы переключения для выполнения высокоскоростного преобразования напряжения, и электричество может течь в сторону используемого устройства. Поскольку тяжелые и большие трансформаторы не используются, детали меньше и легче, и достигается высокая эффективность подачи питания.

Применение импульсных адаптеров переменного тока

Импульсные адаптеры переменного тока в основном используются в силовых кабелях для ПК. Другие приложения включают в себя терминалы передачи информации, такие как планшеты, медицинское оборудование и аудиооборудование. Поскольку схема преобразования питания может быть отделена от основного устройства, это увеличивает возможности того, как устройство может использоваться и храниться.

А переключающиеся адаптеры переменного тока можно включать и выключать без использования трансформатора, что делает их меньше и легче. Также можно использовать отечественную продукцию за рубежом, где формы розеток и источник питания/напряжение отличаются, используя преобразователь или трансформатор.

Поскольку они обеспечивают безопасную, высокоточную работу устройств и достаточно устойчивы к ударам и вибрации, в наши дни они используются в широком спектре электронного оборудования.

Принцип переключающихся адаптеров переменного тока

Импульсные адаптеры переменного тока используют высокоэффективный метод переключения, представленный импульсной модуляцией, для преобразования желаемого источника постоянного тока в относительно высокочастотное импульсное состояние. Эта система использует полупроводниковые приборы, такие как транзисторы и МОП-транзисторы, для разделения входящего переменного напряжения на импульсы посредством высокоскоростного переключения.

Сглаживая волну тока, получается сглаженное постоянное напряжение. В этом процессе можно комбинировать мощность и сигналы разных частот, поэтому можно понижать напряжение без трансформатора. Однако метод управления должен быть тщательно продуман из-за сложности схемы, и в частности, очень важно заботиться о схеме нового шума переключения, который генерируется.

Существует несколько методов управления для переключения адаптеров переменного тока, наиболее типичным из которых является метод «ШИМ» (широтно-импульсной модуляции). Идея заключается в стабилизации напряжения путем регулировки ширины импульсной волны или времени включения и выключения, так что площадь каждого импульса будет одинаковой. Поскольку переключаемые адаптеры переменного тока могут выдавать мощность без потерь путем включения и выключения питания, они характеризуются чрезвычайно высокой эффективностью преобразования мощности.

В случае переключаемых адаптеров переменного тока сама частота импульсов обрабатывает более высокие частоты, чем коммерческие частоты переменного тока, в диапазоне от нескольких 10 кГц до нескольких 100 кГц. Поэтому они компактны и легки, что устраняет необходимость в больших, тяжелых трансформаторах.

Как выбрать импульсный адаптер переменного тока

Сегодня на рынке представлено множество импульсных адаптеров переменного тока. Если вы ошибетесь в выборе правильного адаптера, вы не только не сможете использовать свое электронное оборудование, но в худшем случае даже можете его повредить.

1. Максимальный рейтинг

Адаптер должен быть способен подавать правильное напряжение (В) и ток (А) для используемого электронного оборудования. Обычно это находится около входных клемм электронного оборудования или на паспортной табличке. В этом случае напряжение должно быть точно таким же, но ток должен быть таким же или немного выше.

2. Форма и полярность вилки

В большинстве случаев часть штекера представляет собой трубчатый электрод, который обеспечивает питание путем подключения к контактным точкам входных клемм электронного устройства соответственно. Поскольку в некоторой степени установлены стандарты относительно формы, внутреннего диаметра и полярности штекера, для использования следует выбрать совместимый штекер.

На рынке также доступны штекеры, преобразующие внешнюю форму и внутренний диаметр, но увеличенное количество электрических контактов увеличивает электрическое сопротивление, а это влечет за собой риск отказа контактов. Рекомендуется не использовать штекеры с более высоким напряжением и током.

Другая информация о коммутационных адаптерах переменного тока

Коммутационный адаптер переменного тока с использованием GaN

По сравнению с обычным линейным методом этот импульсный адаптер переменного тока компактен и легок, поскольку использует высокоэффективный метод импульсного переключения, но имеет определенный вес и размер для адаптера преобразования питания для ПК и планшетов. Недавно на рынке появились USB-адаптеры питания с использованием GaN (нитрид галлия), устройства следующего поколения, как еще более компактные, легкие и высокоэффективные адаптеры преобразования питания.

Устройства GaN имеют значительно более высокую энергию запрещенной зоны и напряжение пробоя, чем обычные устройства на основе Si, и могут работать на более высоких скоростях, чем устройства на основе SiC (карбид кремния). Поэтому они подходят для коммутации при более высоких температурах и частотах. Плотность мощности на единицу площади транзистора может быть больше, чем у устройств на основе Si, а функция охлаждения может быть упрощена, что приводит к более компактным, легким и эффективным импульсным адаптерам переменного тока.

На этом фоне производители недавно выпустили на рынок более компактные портативные USB-адаптеры переменного тока, в которых используются устройства на основе GaN.