带你认识不一样的变压器!开关变压器也随着技术进步越来越小了!
在电子电路中,变压器起到的主要作用就是电压变换、信号反馈、信号驱动、信号耦合,电压电流变换,阻抗转换等。
早期的电源变压器都使用工频铁芯变压器,功率越大,铁芯越重,耗费的铜线也就越多,成本越高,所以不适合移动场合使用。
现在我们使用的手机,平板,笔记本电脑,电动车等充电器都使用的是开关电源,这些充电器里面的变压器都是体积非常小的磁芯变压器,功率大成本还低,这就是科技进步的力量。
1、工频(E型)铁芯变压器
这种工频E型铁芯变压器,现在使用的还比较多,一些低端的电器,功率不大的,和一些工业设备上面使用的隔离变压器等。这种变压器生产工艺简单,电路也简单,功率大小可以根据铁芯大小和绕线匝数和线径进行改变。
缺点是铜耗和铁损大,发热量大,转换效率低。
对了,小区里供电使用的干式或油浸式变压器,也是这类变压器,只是功率更大,体积更大。
2、控制变压器
这种变压器就是EI铁芯变压器,只是有了统一的标准,专门用在生产设备机床上面,有标准的尺寸和安装孔位与接口,标准的输出电压,更换简单方便,所以还一直在使用。
3、R型(400HZ)变压器
这种R形变压器,可以用在400HZ以下频率,转换效率高,漏磁小,输出功率大,生产成本相对较高。在一些专用生产设备上面还有使用,国内生产的厂家也不多,属于小众产品。
4、环型变压器
环型变压器的漏磁非常小,功率大,主要应用在功放和音响设备上,还有自耦调压器上面。使用环型变压器的功放会有两个环型变压器,一个是供电的,一个是线路电压转换用的,这也是大功率功率非常重的根本原因。
现在一些大功率功放也慢慢开始使用开关电源了,重量就非常轻了。
5、矿用防爆变压器
矿用设备有个特点,必须防爆,所以这也是一种专用变压器,使用在特定环境,也是标准化产品,更换简单方便。
6、开关电源变压器
现在磁芯的开关变压器我们遇见的机会比较多,手机充电器,笔记本电源适配器,电视机里面,甚至洗衣机里面,冰箱里面都有开关电源。开关电源不同于铁芯变压器,开关电源的工作频率更高,几十千赫兹,甚至几百千赫兹。像笔记本和手机里面使用的DC-DC变换电路,工作频率更是达到了百万赫兹。开关电源工作的频率越高,所需要的磁芯变压器导磁率越高,变压器的体积越小,所消耗的铜线也就越少,生产成本也就更低。这也是随着科技的进步,现在家里的电视机屏幕越来越大,但是里面的板子越来越少,体积也越来越小的根本原因。
十年前的液晶电视机里面一般都会有三块主板,一块电视机主板(信号处理),一声电源板,一声CCFL高压板,并且每一根灯管一般对应一个磁芯高压变压器,所以之前的电视机比较厚,也比较重。而现在的液晶电视机都使用侧入式背光,内部的板子也只有一块了,所以可以做得非常薄,这也是科技进步的成果。
7、反馈变压器
反馈变压器主要用于高压电路中,需要把高压的信号反馈到控制端,为了防止高压意外烧毁IC,一般都使用反馈变压器进行隔离。这种变压器体积很小,只有黄豆大小,主要起信号反馈作用,不是功率转换用的。
8、耦合隔离变压器
耦合变压器经常见于音频放大电路的输入变压器,输出变压器,用于阻抗转换以实现阻抗匹配,在开关电源电路中也有使用。
9、驱动变压器
这种耦合变压器在开关电源中也常见,特别是有主副电源的电路结构中,一般副电源为待机电源,当需要开启主电源时,冷地端的控制电路工作,主电源IC启动,通过耦合变压器直接驱动热地端的电源开关管工作,主电源起动,主电源次级冷地端输出电压。
10、音频线间变压器
定压功放的输出设备中的音箱为了实现阻抗匹配,会使用线间变压器,使低阻喇叭能够匹配高阻信号。
11、网间变压器
因为网络信号是由网线远距离传输过来的,在信号传输过程中可能会因为强干扰串入强脉冲信号,也可能因为电线破损意外接入高电压,更或者雷击时窜入更强的干扰信号。为了避免网络信号处理IC损坏,也为了避免更多前级的处理器或其他芯片损坏,网线的接入主板部分都会加装一个网间变压器,用以将内外信号进行物理隔离。
10、互感器
这个在工业生产供电中使用的较多,就是将大电流的强磁信号通过互感器转换为电压信号,用以驱动电流表或功率表等。
维修使用的钳形表也是电磁互感原理,和变压器的原理一样。
随着数字技术的发展,现在的音频信号也是数字化,这连功放芯片也是数字功放,之前功放芯片使用的散热片也不用了,所以输入输出变压器也消失不见了。现在我们使用的手机、平板,笔记本电脑等电路上已经看不到变压器了,取而代之的全部都是DC-DC变换电路,只需要使用储能电感就可以完成之前变压器的作用。
技术发展日新月异,要想不被时代淘汰,也只能逼着我们天天学习进步!我说的对吗?
迪品乐36W 1A1C双口快充充电器拆解,双口同时输出功率不减
深圳市迪品乐科技有限公司最近推出了一款36W快充充电器CA-40AT,配备的是1A1C双输出接口,单接口最大输出功率18W。这款充电器可配备美规、欧规和英规固定插脚,并通过了对应地区的安规认证。下面充电头网就对这款充电器进行详细拆解,看看产品用料做工如何。
一、迪乐品36W充电器外观
充电器采用PC材质白色外壳,腰身亮面,两侧为弧面,整体十分简洁。
充电器可配备美规、欧规和英规插脚。
英规充电器输入端外壳上印有参数
产品名称:CA-40AT PD+QC 快充充电器
输入:100-240V-50/60Hz 1.0A
USB-C : DC 5.0V-2.4A; 9.0V-2.0A; 12V-1.5A; PD18W
USB-A: DC 3.6-6.5V/2.4A;6.5-9.0V/2.0A;9.0-12.0V/1.5A QC18W
USB-A+USB-C输出功率: 36W Max
支持协议:
USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0快充协议
USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0快充协议PD3.0快充协议
颜色:黑色、白色
尺寸:(美规)60.65mm*54.15mm*27.25mm
保护:过压、欠压、过流、短路、过温等
插头:中美欧英
英规版本已经通过了CB、CE和RoHS认证。
欧规充电器无论是型号还是输入输出参数均和英规版本的相同,不过通过了CE和RoHS认证。
美规版本参数则不相同
型号:CA-40AT
输入:100-240V~50/60HZ 0.8A
输出:
USB-C:5V3A、9V2A、12V1.5A
USB-A:5V2.4A、9V1.67A、12V1.25A
USB-C+A:5V24W、9-12V33W
并且充电器通过了FCC、RoHS、ETL认证。
输出顶面贴有亮面塑料片装饰,并配有1A1C接口,分别为红色和黑色胶芯。
以美规充电器为例,使用游标卡尺测得充电器机身长度为60.65mm。
宽度为54.15mm。
厚度为27.25mm。
和苹果20W充电器直观对比,机身稍长一点。
拿在手上的直观感受。
净重约为77g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0快充协议。
C口除了支持和A口相同的协议外,还额外支持PD3.0快充协议。
此外PDO报文显示USB-C口还具备5V3A、9V2A和12V1.5A三组固定电压档位。
二、迪乐品36W充电器拆解
将机身壳拆开取出PCB板,输入端采用插脚和金属片接触通电设计。
测得PCB板长度为56.28mm。
宽度为46mm。
厚度为19.39mm。
PCB板正面一览,变压器打胶加固,右上角设有保险丝、共模电感、高压滤波电容等器件,左上角以及输出端两颗电感旁边区域露铜加锡,帮助背面的芯片进行散热。
板子背面贴有导热垫。
导热垫下面是开关电源主控芯片,一颗光耦横跨初次级,分界明显。
通过对充电器观察发现,迪品乐这款36W快充充电器采用开关电源定压输出,两路独立二次降压双口输出架构。下面我们从输入端开始深入了解整个电路设计情况。
输入端一览。
保险丝特写,规格为2.5A 250V。
NTC浪涌抑制电阻特写,用于抑制上电浪涌电流。
共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。
安规X电容容量0.1μF。
TMBF310整流桥。
两颗高压滤波电解均为CyXincon品牌。
规格分别为400V 33μF和400V 22μF。
工字电感特写。
主控芯片供电电容规格为63V 10μF。
PCB板侧面一览,中间是变压器,左侧露铜加锡区域对应背面是开关电源主控芯片。
开关电源主控芯片采用士兰微SD8666QS。这是一款用于开关电源的内置高压功率MOSFET、外置采样电阻的准谐振电流模式PWM+PFM控制器。其支持多重模式控制,可有效减小开关损耗、提高转换效率和降低待机功耗;支持抖频功能;支持支持多重保护功能。
士兰微SD8666QS详细参数资料。
变压器特写,顶部贴有信息标签。
OR-1009光耦,用于初级次级通信,反馈输出电压。
蓝色Y电容特写。
同步整流控制器打磨处理,信息不详。
同步整流管采用威兆半导体VSP008N10MSC,NMOS管,耐压100V,PDFN5x6封装。
威兆VSP008N10MSC资料信息。
输出端一览,设有两颗降压电感和四颗滤波电容,USB-C母座使用小板垂直焊接。
两颗较大的电解电容用于同步整流输出滤波,规格均为16V 1000μF,也是CyXincon品牌。
USB-C口协议芯片采用英集芯IP6520,用于C口二次降压和协议识别。这是一款集成同步开关的降压转换器,支持多种输出快充协议,支持Type-C接口输出和USB PD2.0/3.0(PPS)协议等,为车载充电器、快充适配器、智能排插提供完整的解决方案。
IP6520可以通过CC1/CC2或DP/DM来自动识别输出端接入设备所支持的快充协议,自动调整输出电压和电流。IP6520支持的快充协议包括:DCP(苹果、三星、BC1.2)、高通QC2.0/QC3.0、华为FCP/SCP,三星快充协议AFC等。
英集芯IP6520资料信息。
USB-A口协议芯片采用英集芯IP6505,用于A口二次降压和协议识别。IP6505是一款集成同步开关的降压转换器,支持10种输出快充协议,为车载充电器、快充适配器、智能排插提供完整的解决方案。
IP6505内置MOS管,最大输出电流3A,转换效率最高97.5%,并具有输入过压、欠压保护,输出过流、过压、欠压、短路保护等功能。IP6520支持的快充协议包括:DCP(苹果、三星、BC1.2)、高通QC2.0/QC3.0、MTK PE1.1/2.0、华为FCP,三星AFC以及展讯SFCP等。
英集芯IP6505资料信息。
英集芯两颗降压协议IC各搭配一颗降压电感,均外套绝缘管保护。
两个USB接口还各配有一颗电容进行降压输出滤波,电容规格均为16V 470μF,CyXincon品牌。
USB-C母座焊接在小板上。
USB-C母座特写,过孔焊接。
USB-A母座特写。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
迪品乐这款充电器机身光滑简洁,可方便客户进行差异化定制,同时配备美、欧和英规插脚,通过了CB、CE、FCC、ETL、RoHS等认证,满足欧美等海外市场安规认证要求。充电器配备1A1C接口,支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0快充协议,整体兼容性很不错。双口输出每个接口的功率都不衰减,满足两台设备同时充电需求。
充电头网通过拆解了解到,充电器开关电源采用了士兰微SD8666QS主控,威兆VSP008N10MSC同步整流管组成。采用英集芯IP6520和IP6505分别用于C口和A口二次降压和协议识别,控制这两个接口输出电压。另外主板正面对应主控芯片和协议芯片处均作了露铜加锡设计,主控芯片上还贴有导热垫,厚实为了帮助散热,细节讲究。
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