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手机充电器原理图

手机充电器不用变压器是怎么降压的?

手机充电器用的是高频电子变压器降压,不是用的传统硅钢片铁芯变压器降压。所以手机充电器是用了变压器降压的,而且是实现了高低压电隔离的方式降压,以保证充电时的人身和设备安全。

传统硅钢片铁芯变压器分初次级线圈分别绕在硅钢片上,初级通上220V50HZ交流电,在铁芯中产生50HZ交变磁场,将能量传输到次级线圈,通过初次级匝数比实现降压。高低压在电气上是完全隔离的,也就是说只要绝缘不破坏高压电是绝无可能串入低压侧的,这对安全用电有很大的保障。老式手机里面用的是镍铬或者镍氢电池的时候,充电器配置的就是工频硅钢片铁芯的变压器,功率小,输出电流只有几十毫安。

电子高频变压器构成的充电器是我们目前用的最多的手机充电器。现在手机里面内置的电池都是大容量锂电池,为节省时间,实现快速充电是必然选择。配置高功率充电器才能达到这个目的。电子高频变压器是通过电子电路把市电的50HZ变成几十kHZ甚至上百kHZ的交变电压,因频率的大幅升高,电子变压器铁芯***用铁氧体,线圈携带能量密度也大幅提高(单个手机充电器次级输出可以达到10A左右的电流),所以使用很少的铜线圈便能完成初次级变压的功能。相比50HZ工频变压器在体积和重量上都小了很多,但在结构上却复杂了N倍,可靠性相比工频变下降了很多。市面上那些粗制滥造的电子变压器为节省成本,少用了很多零件。铁氧体变压器制作上偷工减料,高低压侧电气绝缘性能没有保障,导致使用中温度过高,高电压串入低压侧进入手机,给用户带来触电的人身危害。所以买充电器一定要买正牌厂家生产的产品,保证安全。

手机充电器原理图
(图片来源网络,侵删)

手机充电器也需要高频变压器

手机充电器使用的是开关电源方案,与直接变压器降压的线性电源不同。变压器降压的性线电源虽然设计简单,但损耗较大,同等输出功率下,体积更大,发热量更大,做不到小巧、灵活,同时它的待机功耗更大。虽然手机充电没有***用变压器直接降压的线性电源方案,但它依然会用到一个小小的高频变压器。

手机充电器其实就是一个提供5V直流电压电源(快充充电器有所不同,可以与手机进行通讯,可以动态调节输出电压或者电流)。

手机充电器原理图
(图片来源网络,侵删)

开关电源的高压和低压部分线路也是物理性的隔离的,输入的交流电会先进行桥式整流和滤波,得到高压的直流电,开关电源芯片则以较高频率(一般是几十K甚至是上百K的频率)控制开关管的开和关,把高压直流电转换为高频交流电,高频变压器把高频高压的交流电变换为高频低压的交流电,高频低压的交流电再经过整流和滤波就可以得到低压的直流电了。开关电源还有一个非常重要的反馈电路,反馈电路负责把输出电压的信息反馈给开关电源芯片,开关电源芯片就会根据输出的电压和电流要求自动调整开关转换的频率和占空比。

由此可见,开关电源的输出是动态的,需求大则多输出,需求少则少输出,可以得到较高的转换效率和较低的待机功率。

直接用变压器设计手机充电器也是可以的,只是体积较大,耗损较大,待机功率较大(不充电时耗能较大)。

手机充电器原理图
(图片来源网络,侵删)

变压器(线性电源)设计的手机充电器电路分为降压,整流、滤波和稳压三部分。

降压:由变压器把输入的高压交流电降压为低压交流电。

整流、滤波:低压交流电经过整流和滤波后得到低压直流电。

稳压:把直流电稳压在手机充电所需要的5V电压。

手机充电器不用变压器是怎么降压的?题主可能没有拆开过手机充电器,里面还真的会有一个变压器,只不过体积很小而已。

过去变压器给人的感觉是很大也很笨重,因为要用很多矽钢片叠成足够厚度来作铁芯。这主要是因为变压器大都用在50hz的交流电路里,而变压器作为一个电感,其感抗随工作频率升高而增加,它们之间的关系是XL=2πfL。

手机充电器之所以能做得很小,是因为工作频率高达几十千hz。提高频率的作用除可以缩小体积外,还可以通过改变波形的幅度或占空比来实现输出电压的自动控制。

实际上手机充电器里的变压器也和我们平时用的工频变压器很类似,也要通过初级和次级之间的圈数比来改变电压,上面说的自动稳压功能只是在此基础之上做些微调罢了。

当然有些劣质充电器也有真不用变压器的,而是***用阻容降压,但这种模式安全性差,正规厂家是没人敢生产这种手机充电器的。以上是我的回答。

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1⃣️为了确保手机充电时的安全性,充电器必须要用变压器进行高低压隔离,老式的手机充电器就是硅钢片材料做骨架,绕上铜线,入出隔离,输出仍然是50Hz的低压交流,经整流滤波稳压为5V1A供手机充电。

2⃣️为了高低压隔离,为了提高效率,为了省材料,新式的手机充电器虽然使用电子元件,但不能对高低压进行安全隔离,一定要用变压器,只是利用的开关管***用几十到上百KHz的高频振荡,利用铁氧体材料制作的高频变压器,其特长是利磁率高,电损耗小,体积小就耗材小,这种开关电源被广泛应用于交变直的直流电源设备中。

3⃣️所谓不用变压器的电源,那是阻容电路,只能用在塑料壳的手电内给4V的铅电瓶充电,那是极不安全的,无变压器隔离的充电器千万不可用于充手机。

⬇️图为阻容式充电原理图,无变压器,但是输出功率小而不安全、只能用于绝缘密封包装内使用

⬆️用高频变压器隔离

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