Wie funktionieren die winzigen AC-> USB-Netzteile?

Das iPhone und der Kindle werden mit winzigen Netzteilen geliefert, die 120 V Wechselstrom aufnehmen und bei 0,85 bis 1 Ampere etwa 5 V abgeben. Sie scheinen zu klein und leicht zu sein, um einen Transformator zu haben, und erzeugen sehr wenig Wärme. Wie ist die elektrische Topologie dieser kleinen Netzteile?

Dies ist nicht auf diese USB-Ladegeräte beschränkt. Die meisten modernen Netzteile vom Typ "Wall Wart" sind so. Sie können klein sein, weil sie Schalter sind. Die Netzleistung wird mit einer Vollwelle gleichgerichtet, dann wird das Ergebnis mit hoher Frequenz durch einen Transformator zerhackt. Die viel höhere Frequenz ermöglicht es einem viel kleineren Transformator, die gleiche Leistung zu bewältigen. 5 Watt (5 V bei 1 A) können problemlos in eine Handfläche eingepasst werden.

Wenn Sie sich umsehen, finden Sie wahrscheinlich einen Schaltplan für einen kleinen Umschalter wie diesen. Es ist normalerweise eine Vollwellenbrücke, eine Kappe und eine Art Oszillator, die die Primärwicklung eines kleinen Transformators mit einigen 100 kHz antreibt. Der Ausgang des Transformators wird gleichgerichtet, gefiltert und das Ergebnis mit dem Spannungssollwert verglichen. Die Über- / Unterspannungsanzeige wird dann über einen Optokoppler an den Oszillator auf der Hochspannungsseite zurückgesendet.

Das Apple iPhone-Ladegerät ist ein Schaltnetzteil mit einem winzigen Flyback-Transformator. Es funktioniert so ziemlich so, wie Olin Lathrop es beschrieben hat. Es verwendet einen L6565-Controller-Chip, der den schaltenden MOSFET mit (glaube ich) 70 kHz ansteuert. Das Apple-Ladegerät ist komplexer als das typische Ladegerät und verwendet eine quasi-resonante Flyback-Topologie. (Die Ladegeräte für 2 US-Dollar verwenden normalerweise nur einen Ringing-Choke-Konverter, und Ladegeräte von Markenherstellern verwenden eine Flyback-Topologie.) Unter http://www.arcfn.com/2012 habe ich einen detaillierten Abriss, eine Erläuterung und eine schematische Darstellung des Apple-Ladegeräts veröffentlicht /05/apple-iphone-charger-teardown-quality.html

Ich glaube nicht, dass es Transformatoren in den erwähnten "Wandwarzen" oder Ladegeräten gibt (120 V Wechselstrom bis 5 V Gleichstrom). Ein Transformator erhöht oder erniedrigt die Spannung des gleichen Typs (Wechselstrom ODER Gleichstrom, obwohl sich dies fast immer auf Wechselstrom bezieht). Ein Konverter VERÄNDERT AC in DC. Ein Transformator kann die Spannung von 480 VAC auf 12 VAC senken (Beispiel). Ein Konverter kann 120 VAC in 5 VDC ändern (Beispiel).

Sie können klein sein, da sich im Inneren keine Transformatoren befinden, sondern nur ein Wandler oder eine Wandlerschaltung.