Wie funktioniert ein iPhone Autoadapter?

USB ist 5 V. Eine Differenz von 7 V bei beispielsweise 1 A würde eine Verlustleistung von 7 W verursachen, wenn ein herkömmlicher Linearregler verwendet würde, was das Gerät zum Schmelzen bringen würde, also verwenden sie einen Schaltregler , auch bekannt als SMPS (Switch Mode ) . Netzteil), auch bekannt als "Umschalter". Es gibt keinen Transformator, da Sie keine Isolierung benötigen, aber es gibt eine Induktivität.

Ein Linearregler fungiert als variabler Vorwiderstand, dessen Widerstand so geregelt wird, dass die Ausgangsspannung konstant bleibt. Aber das bedeutet, dass der gesamte Strom, der von der Last verbraucht wird, auch durch den Regler fließt, und deshalb ist er so ineffizient, insbesondere wenn die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung groß wird.

Ein Schalter verwendet den Eingangsstrom, um ein Magnetfeld aufzubauen, und verwendet dieses Magnetfeld dann, um den Ausgangsstrom zu erzeugen. Der Name Switcher bezieht sich auf die hohe Häufigkeit, mit der dies auftritt. Es pumpt also eine kleine Menge Energie in die Spule, die es wieder freisetzt, wieder Energie in der Spule usw. Die Steuerschaltung variiert das Tastverhältnis des Schaltens, um die Ausgangsspannung konstant zu halten.

Da es keinen Vorwiderstand gibt, kann ein Schalter viel effizienter gemacht werden als ein Reihenregler. Abhängig von Parametern wie Eingangs- und Ausgangsspannung sind Wirkungsgrade von über 90 % möglich, dh 1 A Ausgang bei 5 V verursacht nur 500 mW Verlustleistung. (Denken Sie daran, der Linearregler war 7 W.)

Die meisten dieser Adapter verwenden einen MC34063- Umschalter, hauptsächlich weil er spottbillig ist, obwohl er nicht so gut funktioniert wie neuere Umschalter.

Sie verwenden Schaltregler. Hier ist ein Bild eines generischen Autoladegeräts von ifixit :

Es verwendet einen MC34063- Schaltregler im Buck-Modus (Step-Down). Es erfordert nur ein paar Widerstände, ein Paar Kondensatoren und eine Induktivität.

Bei Apple dreht sich natürlich alles um klein und sexy. Obwohl sie keine Autoladegeräte herstellen, stellen sie (oder beziehen) Heimladegeräte her. Selbst wenn sie Transformatoren verwenden, wie in ihrer Flyback-Switching-Wall-Wart-Versorgung , wird alles sehr klein und sorgfältig konstruiert, um Tetris zusammen in den kleinstmöglichen Formfaktor zu bringen (unter Beibehaltung klarer Sicherheitsstandards, im Gegensatz zu billigen Klonen und Imitaten).

Sie sind alle SWITCHED-MODE POWER SUPPLY.

Ein Schaltnetzteil (Switching-Mode Power Supply, SMPS oder Switcher) ist ein elektronisches Netzteil, das einen Schaltregler enthält, um elektrische Energie effizient umzuwandeln. Wie andere Netzteile überträgt ein SMPS Strom von einer Quelle, wie z. B. Netzstrom, zu einer Last, wie z. B. einem PC, während es Spannungs- und Stromeigenschaften umwandelt. Ein SMPS wird normalerweise verwendet, um effizient eine geregelte Ausgangsspannung bereitzustellen, typischerweise auf einem anderen Pegel als der Eingangsspannung.

Im Gegensatz zu einem linearen Netzteil schaltet der Durchgangstransistor eines Schaltnetzteils kontinuierlich zwischen Zuständen mit geringer Verlustleistung, vollständig eingeschaltet und vollständig ausgeschaltet um und verbringt sehr wenig Zeit mit den Übergängen mit hoher Verlustleistung (was Energieverschwendung minimiert). Ein Schaltnetzteil verbraucht im Idealfall keine Leistung. Die Spannungsregelung wird durch Variieren des Verhältnisses von Ein- zu Auszeit erreicht. Im Gegensatz dazu regelt ein lineares Netzteil die Ausgangsspannung, indem es kontinuierlich Leistung im Durchgangstransistor abführt. Dieser höhere Leistungswandlungswirkungsgrad ist ein wichtiger Vorteil eines Schaltnetzteils.

Schaltnetzteile können aufgrund der kleineren Transformatorgröße und des geringeren Gewichts auch wesentlich kleiner und leichter als eine lineare Stromversorgung sein. Schaltregler werden als Ersatz für die Linearregler verwendet, wenn ein höherer Wirkungsgrad, eine kleinere Größe oder ein geringeres Gewicht erforderlich sind. Sie sind jedoch komplizierter; Ihre Schaltströme können elektrische Rauschprobleme verursachen, wenn sie nicht sorgfältig unterdrückt werden, und einfache Designs können einen schlechten Leistungsfaktor haben.

Von http://en.wikipedia.org/wiki/Switched-mode_power_supply