Do 110-250V cung cấp năng lượng lãng phí ở điện áp cao hơn?

Tôi sẽ cung cấp một Mains-> bộ chuyển đổi USB tiêu chuẩn làm ví dụ.

Chúng tôi biết rằng đầu ra của USB sẽ giữ nguyên cho dù điện áp giữa phạm vi cho phép được áp dụng ở đầu vào.

Nếu chúng tôi đang sử dụng bộ chuyển đổi này ở Vương quốc Anh, thì chúng tôi sẽ áp dụng 230v trên đầu vào. Có phải chúng ta đang lãng phí bất kỳ năng lượng nào ở điện áp này so với việc sử dụng thiết bị ở điện áp thấp hơn, nói là 110?

Bạn nói về máy biến áp và bộ điều hợp nguồn như thể chúng giống nhau nhưng không phải vậy.

Một bộ chuyển đổi nguồn dựa trên máy biến áp (lỗi thời) sẽ lớn và nặng và thường chỉ phù hợp với cả 110 V hoặc 240 V AC. Không phải cả hai trừ khi có một cài đặt cho nó chọn một vòi khác trên máy biến áp.

Bộ điều hợp nguồn hiện đại khá khác nhau, nhỏ hơn nhiều và nhẹ hơn (cho cùng mức công suất) và có thể xử lý dải điện áp đầu vào rộng như 80 V đến 240 V AC. Những bộ điều hợp này là bộ điều hợp nguồn chuyển đổi chế độ cách ly và chứa một máy biến áp rất nhỏ hoạt động ở tần số cao.

Bộ chuyển đổi USB của bạn chắc chắn sẽ thuộc loại thứ hai (chuyển đổi). Có phù hợp trong túi của bạn dễ dàng? Sau đó, nó là một công tắc.

Nó phụ thuộc vào thiết kế của bộ chuyển đổi nguồn chế độ chuyển đổi nếu nó hoạt động hiệu quả hơn hoặc ít hơn ở 110 V hoặc 240 V AC. Thiết kế có thể được tối ưu hóa cho 110 V và do đó kém hiệu quả hơn ở 240 V. Hoặc ngược lại. Không có sự thật chung ở đây.

Có thể bạn nghĩ rằng điện áp dư thừa khi sử dụng 240 V thay vì 110 V sẽ bị "đốt cháy". Vâng, không, bộ chuyển đổi chuyển đổi xử lý việc này theo cách hiệu quả hơn để chỉ mất một lượng điện nhỏ với bất kỳ điện áp đầu vào và bất kỳ dòng điện đầu ra nào.

Cách mà các bộ chuyển đổi chuyển đổi như vậy van xử lý một phạm vi điện áp đầu vào rộng như vậy là kết quả của cách các bộ chuyển đổi này hoạt động. Các điện năng lượng từ đầu vào được chuyển thành từ năng lượng trong máy biến áp và sau đó trở lại năng lượng điện một lần nữa. Một bóng bán dẫn ở phía đầu vào của máy biến áp sẽ chuyển đổi công suất đầu vào (ở mức 100 kHz hoặc hơn) và do đó xác định lượng điện năng đi vào máy biến áp. Vì vậy, không có nhiều năng lượng hơn những gì cần thiết (ở đầu ra) được đưa vào máy biến áp! Đây là một giải pháp rất hiệu quả để kiểm soát nguồn điện và do đó điện áp ở đầu ra.

Các dòng chuyển đổi thấp hơn ở điện áp cao hơn (vì chúng phải có cùng công suất đầu ra), do đó tổn thất dẫn sẽ ít hơn ở điện áp đầu vào cao hơn.

Vật tư thiết kế dành cho chỉ 120VAC đầu vào thường có một Doubler đầu vào để tạo ra một đường sắt 300V, tuy nhiên 600V là một chút quá cao cho sự thoải mái vì vậy đó là hiếm khi, nếu bao giờ hết, làm cho nguồn cung cấp có thể xử lý 240VAC đầu vào (bao gồm cả nguồn cung cấp phạm vi đầu vào rộng).

Các hiệu quả thấp nhất của một nguồn cung cấp chuyển mạch (đối với công suất đầu ra cho rằng nằm trong hoạt động bình thường range- nói hơn 10% công suất đầu ra đánh giá) thường ở điện áp đầu vào tối thiểu .

Đối với một điện áp đầu vào nhất định, hiệu suất thường đạt cực đại cho một dòng tải ở đâu đó trong phạm vi hoạt động bình thường (đó là một đường cong lồi với cực đại).

Tuy nhiên, để làm rõ điều này, đây là hiệu ứng bậc hai , hiệu quả có thể là (đối với một tải nhất định) 80% với 240V trong và 75% với 120V. Không nên có sự khác biệt lớn, giả sử nguồn cung được thiết kế tốt (tất cả các cược được tắt với rác giả).

Bộ chuyển đổi Mains sang USB gần như chắc chắn là nguồn cấp cho chế độ chuyển đổi và có thể chứa một mạch tương tự như thế này

Nếu nó là một máy biến áp đơn giản, nó sẽ nặng và nóng (nguy hiểm) khi được sử dụng với 250Vac hoặc có thể chuyển đổi song song hai dây gốc khi sử dụng với nguồn điện lưới 110v và nối tiếp khi được sử dụng với nguồn điện 230V.

Loại mạch này được gọi là nguồn cung cấp Flyback và hoạt động bằng cách bật thiết bị chuyển mạch và dòng điện tích hợp trong sơ cấp. Khi công tắc tắt máy biến áp bay trở lại và dòng điện có thể chảy vào thứ cấp.

Máy biến áp và cách ly quang cung cấp cách ly vì lý do an toàn và máy biến áp được chuyển đổi ở tần số tương đối cao (hàng chục hoặc thấp hàng trăm kHz) để giảm thiểu kích thước và chi phí của máy biến áp cần thiết.

Loại mạch này thường hiệu quả hơn với nguồn điện cao hơn mức thấp, có nghĩa là nó sẽ lãng phí ít năng lượng hơn ở nguồn điện cao. Điều đó nói rằng hiệu quả cao của nó tại bất kỳ nguồn điện nào. IC điều khiển không cần phải là TOPSwitch: nhiều nhà sản xuất tạo ra IC cho việc này.

Nó phụ thuộc vào loại máy biến áp của bạn. Thông thường chúng được tạo ra cho điện áp tiêu chuẩn như 230 V và sự mất điện của chúng cho điện áp đó có thể khoảng 1% hoặc thậm chí ít hơn. Nếu bạn thay đổi điện áp đầu vào, nó có thể giảm, nhưng chỉ một vài% không giống như một nửa cho 110v. Nếu một nửa năng lượng sẽ bị lãng phí, điều đó có nghĩa là nó được chuyển thành nhiệt.