Todos os adaptadores CA ou fontes de alimentação modernos são circuitos / sistemas de modo comutado. Por segurança, a linha CA pode ser isolada com um transformador. É um transformador de alta frequência, portanto muito menor em tamanho físico.
CA é 50 / 60Hz (ciclos por segundo). Os reguladores de comutação são de 50kHz a Mega-Hz. Como tal, o transformador de isolamento é muito menor. Esta é a razão da mudança de um transformador massivo para um transformador de alto quilo-Hz muito menor.
A economia de material (enrolamento de cobre, núcleo de ferro) e a eficiência por comutação eletrônica, gerando custos muito mais baixos, muito mais eficientes em termos energéticos e tamanho menor.
O mesmo que o projeto antigo do transformador aqui: O lado de 'saída' (2º) do transformador é retificado para a tensão contínua DC. Para tamanhos menores, a relação da bobina do transformador pode ser de 1: 1 (saída a 110VAC, EUA). Alta voltagem! Ou qualquer relação para o melhor design geral. A diferença: O CC bruto é a fonte de alimentação CC apenas para um circuito de comutação, não para a saída. A saída do circuito comutado é a fonte CC final.
Circuito comutado simplificado: Quando o interruptor está ligado, o CC bruto carrega a bobina. Quando desligado, o DC bruto é desconectado da bobina. Agora, por natureza da bobina, a bobina força a energia para fora de si mesma (tente se aliviar!). Os interruptores nos terminais 'estão' ligados e conectados a um capacitor. A bobina descarrega sua energia para o capacitor. Este capacitor é o capacitor de suavização DC de saída, dobrando como um armazenamento de energia secundário.
A carga na saída, enquanto isso, continua a esgotar a energia do capacitor. A bobina recarrega o capacitor de tempos em tempos. O CD bruto reabastece a energia da bobina de tempos em tempos.
No caso não isolado, nenhum transformador e o AC 110V (EUA) são retificados diretamente (alta tensão perigosa!) Para formar a CC bruta (cerca de 120-150Vcc).
O restante dos componentes eletrônicos regula a tensão de saída. Quando o capacitor atinge a tensão desejada, a bobina é desligada do capacitor, impedindo o carregamento para uma tensão cada vez maior. Ao mesmo tempo, a bobina é reconectada ao DC bruto para recarregar. Quando a saída é muito baixa, a bobina é reconectada ao capacitor para recarregá-la.
A frequência de comutação é escolhida para obter ótimos resultados, considerados entre tamanho físico, eficiência e custo.
Em resumo: retificar; alta tensão DC; carregue a bobina; descarregar a energia da bobina para o capacitor de saída; repetir.
Por natureza, o circuito de comutação NÃO é isolado (comutação CC para CC). Pelo menos um fio é comum, uma conexão direta da entrada para a saída.
Se o isolamento não for necessário (por exemplo, dentro de uma embalagem fechada, como uma lâmpada), talvez não haja transformador. O isolamento é por segurança, portanto, um transformador é adicionado. Quanto menor a frequência, menos eficiente na conversão eletromagnética. Certamente, com frequência muito alta, a eficiência de conversão começa a diminuir.) Resumo da bobina: Um transformador de isolamento opcional. Pelo menos uma bobina para armazenar energia como uma maneira de transferir energia da entrada para a saída.
Extra para a mente indagadora: Ignore a bobina! Tudo o que você precisa é de um comutador para carregar o capacitor de saída (modo de capacitor comutado!), Diretamente do DC bruto! Quando atingir a tensão de saída desejada, desligue. Feito! Salve um componente da bobina! Você diria: A tensão não pode acionar uma tampa? OK, adicione um resistor limitador de corrente. O resistor ainda é muito mais barato que uma bobina. Por que precisa de uma bobina? Mais ... Por que não retificar bruto o AC 110V, depois a fonte contínua de CC de um gerador de alta frequência para acionar um transformador de alta frequência? Em vez de 60Hz, agora você tem um sistema CA de 50kHz! Mesmo transformador pequeno. Em seguida, o transformador reduz a tensão CA. Retifique, Voila! [Dica: eficiência e potência de saída].
[Eficiência: energia no capacitor = (1/2) xCV ^ 2; equivalente da bobina: (1/2) Li ^ 2. À medida que a tensão aumenta na tampa [ou equivalente à bobina], é mais eficiente: V é elevado ao quadrado. Quadrado 5V = 25. Quadrado 100V = 10.000! Despejar 5V no capacitor / bobina é apenas isso. Despejando 105V (110V-5Vout) em uma bobina, uau!]