▲ 新式直流电源
为什么现在的手机充电器又小又轻? 让我们动手一探究竟吧!
老式直流电源拆解
先拆开老式直流电源,如图1所示,里面主要有变压器(transformer)、整流二极管桥堆(diode bridge)、滤波电容器(filter capacitor)等元件。
图1 老式直流电源拆解图
原理也比较简单,交流输入220V采用铁芯变压器降压(step down)后再由二极管整流、电容滤波处理后输出所需直流电压(如6V、9V、12V等)。
▲ 老式直流电源铭牌及其变压器
这个变压器比较笨重,因为其工作频率为不变的50Hz,为使变压器工作有足够的感抗,也就意味着体积很大。所以老式充电器的体积主要受变压器限制,而显得又大又重(bulky)。
新式直流电源拆解
再拆开新式直流电源,如图2所示,里面仍然有变压器、二极管桥堆、滤波电容等元件,只不过多了三极管(transistor)和集成电路芯片(IC)。
图2 新式直流电源拆解图
戳下面视频看详情(虽然这个老师的英语发音不标准,但却非常清晰地讲解了手机充电器内部元件组成和工作原理)。
▲ 现行手机充电器内部构造和原理
需要我们关注的是:新式直流电源采用了高频变压器。普通变压器工作在50Hz,而高频变压器的原边输入电压频率远比50Hz高,所以要求的变压器感抗较小,变压器线圈匝数变少,其体积就可以做得很小。加上现在的器件都小型化了,所以电源整体体积就小了,重量也轻了。
电气工作原理如图3所示,经过交流输入→整流成直流→高频交流→降压→滤波→直流输出。