Me interesaría entender el funcionamiento interno de una fuente de alimentación de computadora portátil. En particular, ¿cómo se "adapta" automáticamente a los voltajes y frecuencias mundiales? Supongo que hay componentes activos para lograrlo. En particular, me gustaría que los esquemas explicaran el principio detrás de esto. Gracias!
Editar: Por fuente de alimentación, me refiero a los componentes que están dentro del "ladrillo" con salida de CA in-DC
Primero, la mayoría (tal vez todos) de los adaptadores de corriente para computadoras portátiles son convertidores de retorno sin conexión .
Aquí hay un convertidor de retorno simplificado:
Cuando SW1 se cierra, D1 se polariza inversamente, por lo que no fluye corriente secundaria. Esto resulta en un aumento de la corriente primaria de forma lineal y luego del almacenamiento de energía en el primario de XFMR1 de acuerdo con \ $ \ frac {1} {2} LI ^ 2 \ $ (\ $ I \ $ es el valor máximo de esa rampa lineal forma de onda de corriente en forma).
Cuando SW1 se abre, todas las polaridades en el transformador se invierten, D1 conduce y la energía almacenada en el devanado primario de XFMR1 se transfiere al secundario (es decir, carga).
NOTA: En realidad, XFMR1 actúa como un inductor acoplado, no como un transformador.
La tensión a través de la carga es detectada y estabilizada por la respuesta & unidad de control mediante el control de la duración en tiempo de SW1.
Deje que \ $ t_c \ $ sea la duración de SW1 y \ $ f \ $ sea la frecuencia de conmutación, por lo que el ciclo de trabajo se puede definir como \ $ D = t_c f \ $ (Tenga en cuenta que la frecuencia de conmutación puede estar entre, por ejemplo, 20kHz y 300kHz) .
El voltaje de salida se puede calcular como \ $ V_o = D * V_ {DC} \ $.
Entonces, si \ $ V_ {DC} \ $ baja demasiado, entonces la unidad FB & C aumenta \ $ D \ $ (Por cierto, \ $ D \ $ no puede ser superior al 50%, teóricamente . En la práctica, la mayoría de los diseñadores lo limitan a alrededor del 45%) . Del mismo modo, si \ $ V_ {DC} \ $ llega a ser demasiado alto, entonces la unidad FB & C disminuye \ $ D \ $. El transformador está diseñado de acuerdo con los voltajes de entrada mínimos y máximos para que el circuito pueda funcionar entre esos voltajes de entrada (adaptación de voltaje de entrada) .
Dado que la CA principal se rectifica y se filtra para obtener un voltaje de CC (debido a que el convertidor de retorno necesita CC en su primario) , la frecuencia de red no importa mucho (adaptación de frecuencia de red) .
Es posible que desee ver las fuentes de alimentación SMPS o los conmutadores fuera de línea.
Funciona así:
1) la tensión de CA (85-265 Vrms) se rectifica utilizando un puente rectificador.
2) Las ondulaciones se suavizan utilizando un condensador que esencialmente le proporciona una CC de alto voltaje. La tensión de CC (120 V a 375 V) depende de la tensión de entrada. Este es el punto donde se pierde información de frecuencia y, por lo tanto, la fuente de alimentación se puede adaptar a cualquier frecuencia (50 Hz o 60 Hz).
3) Cualquiera que sea la tensión de CC que tenga, se conmuta a alta frecuencia utilizando un circuito especializado para generar una tensión fija. Si tiene un voltaje de CC más bajo para comenzar, el circuito simplemente se adaptará a él aumentando el ciclo de trabajo. Aquí la fuente de alimentación se está adaptando a múltiples voltajes.
Una respuesta simple es que sigue aceptando el voltaje de entrada (hasta un máximo de 250 V) y se "acumula" hasta el voltaje de salida deseado, cargando un condensador para cuando el ciclo de CA no tenga suficiente energía para alimentar las cosas. Tan pronto como se alcanza el voltaje de salida, deja de hacer la conversión. Si el voltaje de entrada nunca llega al máximo, solo usa más voltaje de entrada hasta que llegue a la salida deseada.
Por lo tanto, para 240 V puede usar (digamos) el 10% del ciclo de CA, mientras que para 120 V puede usar (digamos) el 20% del ciclo de CA. Y esta es la razón por la que es insensible al ciclo de trabajo de la AC: francamente no le importa, ya que va a producir una salida de CC.
Hubo algunos dispositivos más antiguos que utilizaron la tasa de ciclo de CA para impulsar otra cosa: tal vez un reloj, o una tasa de actualización, o algo más. Estaba allí, ¿por qué no? La respuesta fue simplemente que hacía más difícil la aceptación mundial. Ahora la mayoría de los dispositivos (re) generan sus propios ciclos según sea necesario a partir de una fuente de CC pura.
El suministro de energía de una computadora portátil tiene una parte primaria (red) y una parte secundaria (computadora portátil). La tensión de entrada en la parte primaria se rectifica y la corriente continua se alimenta a algún tipo de inversor (flyback). El lado de salida del inversor está conectado a un rectificador y filtro para producir la potencia de salida para la computadora portátil. El inversor está gobernado de tal manera que la tensión entrante se ajusta y se obtiene la salida deseada.
Para obtener más información sobre el tema de las fuentes de alimentación de modo conmutado, puede buscar en Internet
Comience desde la salida; digamos que es de 12 V CC. Esto es producido por un proceso de regulación de voltaje. Ese regulador de voltaje podría tomar un rango de voltaje de CC de entrada de 14 V a 30 voltios y aún producir un voltaje de salida regulado de 12 voltios.
Entonces, imagine que el regulador de voltaje podría funcionar con un rango de voltaje de CC de entrada de 120 V a 375 V CC. Es el mismo principio, pero utiliza algunos componentes más.
Ese rango de voltaje de CC surge cuando rectifica (y suaviza) un rango de CA de entrada de 85 VCA a 265 V de CA.
Lea otras preguntas en las etiquetas power-supply