图3 新式直流电源工作原理图具体说来,
1. 交流输入220V(Urms)首先通过二极管桥堆被整流成直流,全波整流输出电压有效值Uorms=0.9Urms,即198V,这个电压对人体来说,是十分危险的高电压。
2. 该直流电压由PWM集成电路控制开关管(三极管)在1秒内通断70000次,调制成高频(70kHz)电压。
3. 高频电压流入高频变压器初级,次级降压输出低电压交流电(方波形)。
4. 高频低压电经过滤波,通过USB口输出直流5V。
5. 由反馈电路至集成电路芯片调节开关频率,使得直流输出电压保持恒定。
开关电源技术
现在我们明白了为什么现行的手机充电器又小又轻便,原来是变压器轻了。变压器之所以可以做小,是因为它的输入是高频电压。高频怎么来的呢?这里就要说到开关电源技术。
开关电源(switch mode power supply,简称SMPS),顾名思义,有开关动作,它利用变占空比或变频的方法实现不同的电压。实际上,变压器次级输出是一个近似方波信号,调节方波的占空比就可以调节直流输出电压的大小,如图4所示。
图4 不同占空比得到不同的输出电压
图3中的PWM芯片就是负责输出高频脉冲至开关管(三极管)的集成电路。
相对于开关电源技术,以前老式的直流电源采用的是线性电源技术,需要一个笨重的变压器。
如今,手机充电器、数码相机充电器、台式电脑主机、CNC系统基本上都采用开关电源了,相比线性电源,开关电源有重量轻、体积小、发热量小、安全性好、价格也较低等特点。
现在大家该知道现在的手机充电器之所以这么小,主要是变压器小了,其中采用了开关电源技术。