Proporcionaré un adaptador USB estándar de Mains- > por ejemplo.
Sabemos que la salida del USB seguirá siendo la misma, sin importar qué voltaje entre el rango permitido se aplique en la entrada.
Si estamos usando este adaptador en el Reino Unido, aplicaremos 230v en la entrada. ¿Estamos desperdiciando energía a este voltaje en comparación con el uso del dispositivo a un voltaje más bajo, digamos 110 V?
Hablas de transformadores y adaptadores de potencia como si fueran iguales pero no lo son.
Un adaptador de corriente basado en transformador (antiguo) será grande y pesado y, por lo general, solo es adecuado para 110 V o 240 V CA. No ambos, a menos que haya una configuración que seleccione un toque diferente en el transformador.
Los adaptadores de potencia modernos son bastante diferentes, mucho más pequeños y más livianos (para la misma clasificación de potencia) y pueden manejar un amplio rango de voltaje de entrada como 80 V a 240 V CA. Estos adaptadores son adaptadores de potencia de modo conmutado aislado y contienen un transformador muy pequeño que funciona a una alta frecuencia.
Sin duda, su adaptador USB será del segundo tipo (de conmutación). ¿Cabe fácilmente en su bolsillo? Entonces es un conmutador.
Depende del diseño del adaptador de alimentación de modo conmutado si es más o menos eficiente a 110 V o 240 V CA. El diseño podría optimizarse para 110 V y, por lo tanto, ser menos eficiente a 240 V. O al revés. No hay una verdad general aquí.
Tal vez piense que el exceso de voltaje al usar 240 V en lugar de 110 V se "quemaría". Bueno, no lo es, los conversores conmutados manejan esto de una manera más eficiente, de modo que solo se pierde una pequeña cantidad de energía con el voltaje de entrada y la corriente de salida.
La forma en que dichos convertidores de conmutación manejan un rango de voltaje de entrada tan amplio es el resultado de la forma en que funcionan estos convertidores. La energía eléctrica de la entrada se convierte en energía magnética en el transformador y luego vuelve a la energía eléctrica. Un transistor en el lado de entrada del transformador cambia la potencia de entrada (a 100 kHz aproximadamente) y, por lo tanto, determina la cantidad de energía que ingresa al transformador. ¡Así que no se alimenta más energía que la necesaria (en la salida) al transformador! Esta es una solución muy eficiente para controlar la potencia y, por lo tanto, el voltaje en la salida.
Las corrientes de conmutación son más bajas a voltajes más altos (ya que deben ser para la misma potencia de salida), por lo que las pérdidas de conducción serán menores a un voltaje de entrada más alto.
Los suministros diseñados para solamente la entrada de 120 VCA a menudo tiene un doblador de entrada para producir un riel de 300 V, sin embargo, 600 V es demasiado alto para la comodidad, por lo que rara vez se hace para suministros que pueden manejar 240 VCA Entrada (incluyendo suministros de entrada de amplio rango).
La menor eficiencia de una fuente de conmutación (para una potencia de salida determinada que se encuentra dentro del rango operativo normal, es decir, más del 10% de la potencia de salida nominal) es generalmente a la tensión de entrada mínima .
Para un voltaje de entrada dado, la eficiencia generalmente alcanza un pico para una corriente de carga en algún lugar del rango de operación normal (es una curva convexa con un máximo).
Para aclarar esto, sin embargo, este es un efecto de segundo orden , la eficiencia podría ser (para una carga determinada) 80% con 240 V y 75% con 120 V. No debería haber una enorme diferencia, suponiendo que el suministro esté bien diseñado (todas las apuestas se realizan con basura falsificada).
El adaptador de red a USB casi con certeza es una fuente de alimentación de modo conmutado y probablemente contiene un circuito similar a este
Si se tratara de un transformador simple, sería pesado y se calentaría (peligrosamente) cuando se usara con 250Vac o tendría un interruptor para conectar dos primarios en paralelo cuando se usa con una red de 110 V y en serie cuando se usa con una red de 230V.
Este tipo de circuito se denomina fuente de alimentación Flyback y funciona cuando el dispositivo de conmutación se enciende y la corriente se acumula en el primario. Cuando el interruptor se apaga, el transformador vuela hacia atrás y la corriente puede fluir hacia el secundario.
El transformador y el optoaislador proporcionan aislamiento por razones de seguridad y el transformador se cambia a una frecuencia relativamente alta (alta decena o cientos de kHz) para minimizar el tamaño y el costo del transformador necesario.
Este tipo de circuito suele ser más eficiente con una red eléctrica alta que baja, lo que significa que gastará menos energía en la red eléctrica alta. Dicho esto, es altamente eficiente en cualquier red. El IC de control no necesita ser un TOPSwitch: muchos fabricantes hacen IC para esto.
Depende del tipo de tu transformador. Por lo general, se fabrican para un voltaje estándar como 230 V y su pérdida de energía para ese voltaje puede ser de alrededor del 1% o incluso menos. Si cambia el voltaje de entrada, puede caer, pero solo un poco% no le gusta la mitad para 110V. Si se desperdiciara la mitad de la energía, eso significaría que se convierte en calor.
Lea otras preguntas en las etiquetas power-supply