Mengapa adaptor daya ini tidak dapat diubah?

Saya melihat pengisi baterai yang mengubah AC 220V ke 6V DC tanpa transformator.

Sekarang saya bertanya-tanya mengapa banyak (jika tidak semua) adaptor daya menggunakan transformator, apakah ini tentang efisiensi atau tentang melayang dari waktu ke waktu?

Pembaruan: Sirkuit ini ada di dalam obor ini

Catu daya yang Anda temukan di perangkat ini adalah jenis yang dikenal sebagai kapasitif penetes . (Informasi lebih lanjut di artikel Wikipedia " Catu daya kapasitif ".)

Alasan utama mengapa Anda tidak melihat jenis catu daya ini sering sederhana: itu tidak aman . Ini karena satu kaki catu daya AC harus, oleh keharusan, dihubungkan langsung ke sirkuit. Idealnya ini harus kaki netral, tetapi sulit untuk menjamin ini - outlet kabel yang buruk, atau colokan yang tidak terpolarisasi, dapat mengakibatkan sebagian sirkuit diberi energi oleh kaki panas pasokan AC.

Itu adalah pasokan dropper kapasitif seperti yang dikatakan orang lain, tetapi saya akan mengambil pandangan yang sedikit berbeda tentang keselamatan barang .....

Jika dipasang tepat di dalam obor sehingga tidak ada bagian obor atau sirkuit pengisian yang dapat diakses tanpa menggunakan alat (Jadi, Baterai, LED, sakelar, apa pun yang lain) semuanya disegel di dalam kotak plastik dengan saluran masuk listrik yang sesuai. untuk pengisian maka itu baik-baik saja dan sangat aman. Masalahnya hanya datang ketika Anda mencoba untuk menyediakan sarana untuk menghubungkan hal seperti itu ke dunia luar, karena menyediakan katakanlah 10mA atau lebih untuk mengisi baterai dalam obor darurat hal semacam ini sangat, sangat standar.

Yang hijau adalah sebuah resistor, sebagian besar ada untuk membatasi arus yang diambil dari paku cepat ketika tutupnya tidak banyak yang baik, sebagian besar tegangan diteteskan di kapasitor, sehingga sedikit daya yang hilang, tetapi faktor daya sangat buruk.

Ada beberapa tempat di mana jarak creapage terlihat agak mencurigakan, tetapi selain itu, saya telah melihat jauh lebih buruk.

Sebagian besar negara mensyaratkan bahwa perangkat tidak melakukan jumlah arus yang signifikan antara salah satu lead pasokan utama dan permukaan logam yang terbuka, bahkan ketika perbedaan potensial yang signifikan (mis. 1000 volt) diterapkan antara lead pasokan dan permukaan itu.

Ada tiga cara perangkat dapat memenuhi persyaratan ini:

1. Tidak memiliki koneksi apa pun yang menggunakan listrik dan permukaan logam yang terbuka.

2. Untuk perangkat yang membutuhkan daya sangat kecil, hubungkan listrik hanya melalui perangkat yang tidak akan melewatkan banyak arus dalam kondisi apa pun. Pendekatan semacam itu mungkin bisa diterapkan untuk jam LCD yang hanya membutuhkan 10uA, tetapi tidak praktis untuk banyak hal di luar itu.

3. Konversikan listrik ke bentuk energi lain dan kemudian konversikan kembali menjadi listrik. Untuk kasus yang membutuhkan isolasi ekstrim, seseorang dapat menggunakan motor bertenaga listrik (yang mengubah listrik menjadi medan magnet yang bergerak, yang kemudian mengubah poros) yang terhubung melalui poros non-konduktif ke generator (yang menggunakan poros putar untuk menghasilkan magnet yang bergerak lapangan, yang kemudian akan digunakan untuk menghasilkan listrik). Sebuah transformator adalah alternatif yang lebih murah, yang menghilangkan dua langkah konversi tengah, dan dengan demikian menghindari kerugian konversi terkait.

Pendekatan # 1 adalah yang termurah jika praktis. Pendekatan # 2 sangat jarang praktis. Banyak perangkat yang tidak dapat menggunakan # 1 atau # 2, dan karenanya mengimplementasikan # 3. Transformer bukan satu-satunya cara untuk mencapai # 3, tetapi mereka sering lebih murah dan lebih praktis daripada alternatif apa pun.

Ini tentang efisiensi dan biaya. Tren dalam industri elektronik untuk perangkat manajemen daya adalah untuk menghilangkan transformator sebanyak mungkin (dan dengan itu, tembaga dan beratnya). Cara mereka melakukannya secara sah adalah dengan kelas sirkuit yang umumnya disebut saklar-mode power supply (SMPS) dan konverter.

Dalam rangkaian mode sakelar, osilator (biasanya gelombang persegi, dengan frekuensi mulai dari? 20 kHz hingga MHZ rendah dalam beberapa kasus) mengendalikan sakelar, biasanya MOSFET, nyala / padam, yang mengontrol elemen penyimpanan energi, yaitu induktor atau kapasitor, tergantung pada topologi sirkuit, dan ada beberapa, karena Anda akan belajar dalam kursus ECE Anda jika dan ketika Anda melakukan subjek elektronik daya intro.

Pengisi baterai yang Anda lihat kemungkinan besar adalah contoh konverter ACDC buck, saya harap. (Jika tidak, dalam enam itu.) Ada juga ACAC dan konverter DCDC. Jika mereka meningkatkan tegangan primer, mereka meningkatkan konverter. Jika mereka mengundurkan diri dari primary, mereka adalah konverter uang . Tidak mau kalah, ada juga konverter buck-boost, yang, misalnya, digunakan untuk memperpanjang usia baterai di sirkuit bertenaga baterai, karena ketika tegangan baterai mencapai di bawah tegangan pasokan yang diperlukan. (Saya belum pernah mendengar banyak tentang konverter boost-buck, tapi saya tidak akan terkejut jika mereka memiliki beberapa aplikasi).

$R_{ds(ON)}$

Karena ada banyak energi yang ada di sirkuit daya mode sakelar, dan karena mereka beroperasi di dekat batas toleransi komponen, mereka cenderung melayang dengan waktu (untuk chip, mencari elektromigrasi, dan "fisika dari kegagalan"). Energi tinggi inilah yang membuat sirkuit ini berbahaya untuk dikerjakan. Desainer menggunakan komponen kelas daya karena persyaratan ini, dan mereka lebih mahal, tetapi lebih kuat, daripada komponen pasif run-of-the-mill Anda.

Cukup banyak produsen semikonduktor yang membuat chip manajemen daya dan baterai, dan sekarang chip pemanen energi, dan biasanya memiliki literatur teknis yang sangat baik tentang masalah ini, jadi mulailah menjelajah.

Selamat datang di dunia elektronika daya.

EDIT

Papan sirkuit yang Anda tunjukkan adalah cara untuk tidak melakukannya. Jika saya sudah membaca papan dengan benar, komponen hijau besar kemungkinan besar adalah daya tinggi, resistor kawat-luka bernilai tinggi, yang menjatuhkan tegangan dan membatasi arus dari tegangan listrik, kemudian memperbaiki tegangan AC yang masih ada dan melicinkannya keluar dengan kapasitor besar kekalahan (komponen oranye-merah). Ini akan bekerja sampai resistor gagal. Jika gagal sebagai sirkuit terbuka, pengisi daya tidak akan berfungsi, tetapi jika gagal sebagai sirkuit pendek, itu akan meledakkan dioda penyearah dan kapasitor. Ini bukan sirkuit yang aman. Ambil kembali dan dapatkan pengembalian uang jika Anda bisa, atau membuangnya sebelum seseorang terluka. (Atau menggunakannya untuk bagian-bagian dalam proyek yang tidak kritis :-) - komponen cenderung murah dan berkualitas rendah.)

Baik untuk keselamatan dan karena lebih praktis untuk mendapatkan (katakanlah) 5V @ 2.1A dengan pasokan flyback kecil. Suplai dropper kapasitif harus menarik VA besar untuk mendapatkan jumlah daya yang relatif kecil.

Pengisi daya baterai rendah saat ini dapat dibuat untuk membuat koneksi baterai terisolasi dari pengguna, sedangkan adaptor daya akan memiliki kabel dan perangkat mungkin telah terkena logam, port dll. Jika pengguna terkena koneksi langsung ke listrik, mereka bisa disetrum.

PSU ini tidak memiliki transformer karena pabrikan mencoba memeras setiap sen dari produk dengan menekan biaya. Catu daya semacam itu telah dibahas sebelumnya , dengan pengguna melaporkan sengatan listrik dari perangkat. Sekarang, perangkat Anda tampaknya terisolasi dengan lebih baik, dengan hanya LED merah kecil dan sakelarnya berada pada potensial listrik sambil tetap keluar dari case.

Saya tidak akan terlalu khawatir, tetapi akan menjaga tangan saya sejauh mungkin dari LED dan sakelar saat obor sedang diisi.

Dropper kapasitif ini sering ditampilkan di saluran YouTube Big Clive, di mana ia membahas cara kerjanya dan masalah dengannya. Seperti kata duskwuff, ada koneksi listrik langsung. Beberapa sirkuit menjadi lebih menarik dengan meletakkan saklar kutub tunggal pada input dan menggunakan sambungan listrik yang tidak terpolarisasi, sehingga Anda memiliki peluang 50/50 untuk memiliki sakelar hidup atau sakelar netral, membuat alat pada potensial listrik sementara dimatikan!

https://www.youtube.com/watch?v=QwqFkelUs_g menunjukkan obor dengan penetes kapasitif dan port USB pada potensial listrik. Sangat menarik!