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手机充电器把220v交流通过桥式整流变为直流,然后再经变压器,乍看起来好像是多此一举,实际上这样做的目地是为了缩小体积、提高效率。
以前把220Ⅴ交流变成直流电的电源基本都采用工频变压器降压加整流滤波的模式,早期的很多充电器也是如此。
由于变压器很笨重且小型变压器的效率又很低,后来逐步被开关电源所取代。
因为变压器的每伏匝数是随频率升高而减少的,所以开关电源采用提高频率的办法来缩小变压器体积。而提高频率的最好方式就是先把交流变成直流,然后通过一个每秒几十千次的电子开关把它变成类似脉动直流的高频电流,再用很小的高频变压器就可以进行“变压”了。为使输出电压更加稳定,电子开关通过调整导通与关闭的时长比例来控制能量传递,从而实现了自动稳压。这种方式也被称作PWM模式。如果用笨重的工频变压器是永远也做不到的。这就是手机充电器先把交流变直流再通过变压器的原因。
之所以在近些年才大量使用这种小型开关电源,并非过去的工程师脑子笨,而是半导体器件太昂贵。因为一个好的开关电源要用到很多半导体管,这在普通人一个月工资只能买两三支三极管的年代,一般电器里是不可能使用开关电源的。在这种背景下也不会有人在研发开关电源上下功夫。
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