Les alimentations 110-250 V gaspillent-elles de l'énergie à des tensions plus élevées?

Je vais fournir un adaptateur secteur principal> USB comme exemple.

Nous savons que la sortie de l'USB restera la même quelle que soit la tension entre la plage autorisée appliquée à l'entrée.

Si nous utilisons cet adaptateur au Royaume-Uni, nous appliquerons 230 V à l'entrée. Perdons-nous de l'énergie à cette tension par rapport à l'utilisation de l'appareil à une tension inférieure, par exemple 110 V?

Vous parlez de transformateurs et d'adaptateurs d'alimentation comme s'ils étaient les mêmes, mais ils ne le sont pas.

Un adaptateur d'alimentation à transformateur (à l'ancienne) sera grand et lourd et ne convient généralement que pour 110 V ou 240 V CA. Pas les deux à moins qu'il n'y ait un réglage pour cela qui sélectionne un robinet différent sur le transformateur.

Les adaptateurs d'alimentation modernes sont assez différents, beaucoup plus petits et plus légers (pour la même puissance nominale) et peuvent gérer une large plage de tension d'entrée comme 80 V à 240 V CA. Ces adaptateurs sont des adaptateurs de puissance à découpage isolés et contiennent un très petit transformateur fonctionnant à haute fréquence.

Votre adaptateur USB sera sans aucun doute du deuxième type (à commutation). Se glisse-t-il facilement dans votre poche? Ensuite, c'est un commutateur.

Cela dépend de la conception de l'adaptateur secteur à découpage s'il est plus ou moins efficace à 110 V ou 240 V AC. La conception pourrait être optimisée pour 110 V et donc être moins efficace à 240 V. Ou l'inverse. Il n'y a pas de vérité générale ici.

Vous pensez peut-être que l'excès de tension lors de l'utilisation de 240 V au lieu de 110 V serait "brûlé". Eh bien ce n'est pas le cas, les convertisseurs commutés gèrent cela de manière plus efficace, de sorte que seule une petite quantité d'énergie est perdue avec toute tension d'entrée et tout courant de sortie.

La façon dont ces convertisseurs de commutation peuvent gérer une plage de tension d'entrée aussi large est le résultat de la façon dont ces convertisseurs fonctionnent. L' énergie électrique de l'entrée est convertie en énergie magnétique dans le transformateur, puis de nouveau en énergie électrique. Un transistor à l'entrée du transformateur commute la puissance d'entrée (à 100 kHz environ) et détermine ainsi la quantité de puissance entrant dans le transformateur. Donc, pas plus de puissance que nécessaire (en sortie) n'est injectée dans le transformateur! Il s'agit d'une solution très efficace pour contrôler la puissance et donc la tension en sortie.

Les courants de commutation sont plus faibles à des tensions plus élevées (comme ils doivent l' être pour la même puissance de sortie), donc les pertes de conduction seront moindres à une tension d'entrée plus élevée.

Les fournitures conçues pour une entrée de 120 VCA seulement ont souvent un doubleur d'entrée pour produire un rail de 300 V, mais 600 V est un peu trop élevé pour le confort, ce qui est rarement, voire jamais, fait pour les fournitures pouvant gérer une entrée de 240 VCA (y compris les alimentations d'entrée à large plage).

Le rendement le plus faible d'une alimentation à découpage (pour une puissance de sortie donnée qui se situe dans la plage de fonctionnement normal - disons plus de 10% de la puissance de sortie nominale) est généralement à la tension d'entrée minimale .

Pour une tension d'entrée donnée, l'efficacité atteint généralement un pic pour un courant de charge quelque part dans la plage de fonctionnement normal (il s'agit d'une courbe convexe avec un maximum).

Pour que cela soit clair, cependant, il s'agit d'un effet de second ordre , le rendement pourrait être (pour une certaine charge) de 80% avec 240 V et 75% avec 120 V. Il ne devrait pas y avoir de différence énorme, en supposant que l'alimentation est bien conçue (tous les paris sont désactivés avec de la camelote contrefaite).

L'adaptateur secteur vers USB est presque certainement une alimentation à découpage et contient probablement un circuit similaire à celui-ci

S'il s'agissait d'un simple transformateur, il serait lourd et chaufferait vraiment (dangereusement) lorsqu'il est utilisé avec 250 Vca ou aurait un interrupteur pour câbler deux primaires en parallèle lorsqu'il est utilisé avec un réseau 110 V et en série lorsqu'il est utilisé avec un réseau 230 V.

Ce type de circuit est appelé alimentation Flyback et fonctionne lorsque le dispositif de commutation est activé et que le courant s'accumule dans le primaire. Lorsque l'interrupteur est éteint, le transformateur revient et le courant peut circuler dans le secondaire.

Le transformateur et l'opto-isolateur fournissent une isolation pour des raisons de sécurité et le transformateur est commuté à une fréquence relativement élevée (des dizaines élevées ou des centaines de kHz faibles) pour minimiser la taille et le coût du transformateur nécessaire.

Ce type de circuit est généralement plus efficace avec des réseaux élevés que bas, ce qui signifie qu'il gaspillera moins d'énergie aux réseaux élevés. Cela dit, c'est très efficace sur tous les réseaux. Le CI de contrôle n'a pas besoin d'être un TOPSwitch: de nombreux fabricants fabriquent des CI pour cela.

Cela dépend du type de votre transformateur. Habituellement, ils sont conçus pour une tension standard comme 230 V et leur perte de puissance pour cette tension peut être d'environ 1% ou même moins. Si vous modifiez la tension d'entrée, elle pourrait chuter, mais seulement quelques% n'aimeraient pas la moitié pour 110V. Si la moitié de l'énergie venait d'être gaspillée, cela signifierait qu'elle est convertie en chaleur.