¿Es posible construir adaptadores de corriente para computadoras portátiles que sean considerablemente más pequeños y livianos?

Al utilizar suministros acoplados inductivamente, las frecuencias más altas permiten tamaños de núcleo reducidos. Esto requiere dispositivos de conmutación más capaces. En la actualidad, eso probablemente significaría IGBT en sus suministros para el consumidor.

El acoplamiento capacitivo es capaz de hacer magia si la frecuencia de conmutación se puede hacer MUCHO más alta, tal vez un factor de 1000. La gente está empezando a entregar. A medida que las CPU que se ejecutan en el rango de GHz se han convertido en un lugar común, la capacidad de cambiar la alimentación a tales frecuencias a precios medio decentes ha seguido, aunque de manera renuente.

Considere un capacitor de 0.01 uF - algo más alto que la capacitancia de la puerta de un MOSFET bastante molesto capacitivo.
Transferencia de energía para una descarga de carga completa = 0.5 x C x V ^ 2 x Frecuencia
A una velocidad de conmutación de 1 Ghz y, por ejemplo, 5V de giro, esto da
E = 0.5 x C x V ^ 2 x f = 0.5 x 10 ^ -8 x 25 x 10 ^ 9
= ~ 120 vatios.
Hmmm No desea descargar o cargar la tapa en más de un pequeño porcentaje por ciclo y, para trabajar a través de la red a las relaciones de voltaje del equipo, necesita muchas etapas y ... todo lo cual dificulta la vida.
PERO, una vez que llegue a 10 Ghz, eso es 120 vatios con 0.001 uF / 1 nF, y si permite un giro de 30 V en etapas iniciales (no lo hace), entonces eso es aproximadamente 4 kW para 1 nF o 400 vatios para 10 pF o 40 Vatios para 1 pF. A 1 pF comienzas a ser capaz de hacer algunos topes de pérdida muy agradables y "bastante compacto" y ....

Dale 10 años y los suministros del interruptor de tapa de 10 GH competirán con los conmutadores inductivos de 10 MHz + por su compacidad. Tal vez.

Puede comprar acopladores de datos ahora que alimentan su parte aislada mediante transferencia de potencia capacitiva en el rango de GHz.

Google está ejecutando una competencia de diseño para construir un inversor con una densidad de potencia de 50 W por pulgada cúbica.

Pasará un tiempo antes de que la PSU de su computadora portátil encaje en una lata de Altoids. La densidad para la competencia sigue siendo un objetivo de salida, nada puede hacer eso todavía. También es un inversor de muchos kW, por lo que las economías de escala diluirán cosas como los conectores, PCB, etc.

Finalmente, una unidad de suministro de energía con un 90% de eficiencia aún tiene que disipar 10 vatios. Si se volviera mucho más pequeño, también tendría que ser mucho más eficiente, de lo contrario se volvería excesivamente caluroso (o necesitaría un ventilador).

Editar los ganadores del Google Little Box Challenge administró \ $ {1423 W / in ^ 3} \ $, un inversor solar de 2 kW que se ajusta a solo 14 pulgadas cúbicas. No es mucho más grande que la fuente de alimentación actual de su computadora portátil, ¿eh?

Sube la frecuencia de conmutación. Existen métodos para construir fuentes de alimentación de conmutación en el régimen de RF, pero son más complicados de diseñar y es más probable que produzcan EMI. Sin embargo, no conozco ninguno de estos convertidores que operan en el régimen de 100W.