什麼是AC適配器？

本頁以AC變壓器為主題，從專業經營AC變壓器的電源製造商立場出發，淺顯易懂地說明包括插頭種類與形狀、外殼差異，以及AC變壓器的歷史與特點等基礎知識。

更詳細而言,AC變壓器是一種用於需要電源的電氣產品(裝置)的電子設備,並非從主電源直接取得所需電力,而是將發電廠等供應的商用電源由交流轉換為直流,或進行電壓轉換的電子設備。在日本,商用電源的電壓為100V,頻率為50Hz至60Hz。

AC變壓器的內部電路設計與內建電源或內部電源的電路設計非常相似。

• 《關於AC變壓器電路的說明請參閱AC變壓器的原理是什麼?》
• 《關於AC變壓器作用的說明請參閱AC變壓器的作用是什麼?》
• 《關於盡可能延長AC變壓器使用壽命的方法請參閱AC變壓器的使用方法與維護》

需要AC轉接器的電氣產品(裝置)有哪些？

需要AC轉接器的設備大致可分為以下幾類

• 沒有電源來源的電氣產品(裝置)
• 電池驅動的電氣產品(裝置)

將AC轉接器插入AC插座並連接電源後,即可為電氣產品(裝置)供電或為電池充電。

如下方[使用AC轉接器的優點整理]所述,使用AC轉接器後,電氣產品的機器本體無需內建電源,因此可讓由主電源或電池供電的機器本體更方便攜帶。

此外,若希望從100VAC或240VAC的主電源,或來自汽車及飛機等的電源,為同一電氣產品(裝置)供電,只需準備相對應的AC轉接器,即可廣泛使用。如此一來,便無需製造僅能在特定電源下使用的電氣產品。

另外,使用AC轉接器也能提升安全性。100V･240V(在日本為100V)的市電電源一旦觸電可能有致命危險,透過轉換為安全的低電壓後,即可為使用者操作的設備提供低電壓電力。

AC插腳的種類・形狀是?

AC插腳有可折疊式, 也有可更換為符合世界各國規格的AC插腳。本公司擁有向世界各國供應AC變壓器的實績, 可依出口國家對應適合的AC插腳。

以下表格將介紹主要的AC插腳種類・形狀。

A型

日本, 美國, 加拿大, 墨西哥, 巴西等南美部分地區, 台灣, 中國(中・北部地區), 泰國部分地區

A型且不需要插腳孔的情況(中國規格認證型)

圓形2插腳

歐洲各國及前歐洲屬地國家, 韓國, 越南, 柬埔寨, 印尼, 印度, 埃及

O型

澳洲, 紐西蘭等大洋洲地區, 中國中北部地區, 阿根廷, 菲律賓

BF型

英國, 香港, 新加坡, 中國, 馬來西亞

AC適配器本體的特點是?

適配器的形狀有L字型、直列型、插座型等, 近年來配合設備本體側的設計, 出現了各種不同形狀的AC適配器。

本公司除了上述形狀的AC適配器外, 也提供圓型外殼的AC適配器產品。

插座型AC適配器的AC輸入插入口主要有3種類型, 包括俗稱豬鼻型的IEC60320-C1、俗稱眼鏡型的IEC60320-C7、3極的IEC60325-C5、IEC60320-C14。

採用AC變壓器時的提示

如何選擇可長期使用的AC變壓器

一般而言,選擇額定輸出高出30%的機型,可讓AC變壓器使用更長時間。

例如,若使用AC變壓器的設備需要60W電力,建議選擇額定輸出75W以上的機型,若長期在額定極限狀態下使用,可能無法有效延長其壽命。

注意運作環境

選型時,需考慮AC變壓器的工作環境溫度以及是否具備外部散熱設備。若需在高環境溫度下運作或有其他特殊條件,請洽詢本公司業務人員。

選擇正確的DC插頭

若未正確選擇DC插頭,可能導致無法運作或引發意外事故。需正確確認DC插頭的極性(如中心正極或中心負極),以及EIAJ電壓分類等。DC線材長度亦有多種選擇。

考量設備的峰值電流

對於採用馬達驅動的設備,如牙科設備、印表機、縫紉機、電動刮鬍刀及按摩器等,需選擇可對應峰值電流的變壓器。UNIFIVE提供可對應額定值2倍、持續1秒至10秒峰值電流的AC變壓器產品系列。

確認產品的安全規範

依據使用AC變壓器的設備種類不同,所需的安全規範與技術標準亦有所不同。例如用於醫療設備時需符合醫療規範,用於LED裝置時需採用符合諧波電流規範的變壓器。此外,亦須符合出口國家的安全規範與技術標準。同時也需注意DoE、ErP、FCC等能效標準。

AC變壓器的歷史

其一: 線性電源的登場與缺點

原本所謂的AC變壓器, 是指由將商用電源轉換為較低電壓的變壓器、將其轉換為DC的整流器, 以及用於平滑脈動波形的濾波器所構成的線性電源(droper), 主要指對設備端紋波影響較大的類型。不過, 此種「線性電源」在10W以上的額定情況下, 由於需使用大型變壓器, 導致變壓器本體體積變大、重量增加, 並且在物理上難以由牆壁插座支撐的問題。

「線性電源」型AC變壓器的輸出電壓通常會隨負載而改變。對於需要穩定電壓的設備, 會在電路中加入線性電壓穩壓器, 但其效率不高、損耗大, 即使在無負載狀態下也會消耗電力, 並將損耗以熱能形式散發。

其二: 開關電源的登場

在21世紀初, 為了克服上述線性電源的缺點, 被稱為SMPS(開關式電源供應器)的開關方式直流穩壓電源逐漸成為主流。

在開關電源中, 將輸入AC電壓直接透過二極體橋式整流器整流, 並以鋁電解電容平滑後, 透過開關元件的高速開關動作傳送至二次側。這種高速開關的高頻特性可使變壓器小型化, 並較線性方式降低損耗。此外, 高頻紋波也較容易去除。因此, 開關式穩壓器比線性穩壓器效率高得多, 從而實現輕量且小型化的設計。

或許有人會疑問: 使用小型變壓器是否安全? 由於SMPS的變壓器採用電氣隔離(加爾瓦尼隔離), 因此可確保安全性。

線性電源的電路設計其輸入電壓範圍較窄(例如AC95V~105V), 通常使用適用於50或60Hz頻率的變壓器。相較之下, 開關電源可在極寬的輸入電壓與頻率範圍內高效率運作。可涵蓋100VAC至240VAC, 對應全球幾乎所有的商用電源, 即所謂的通用型設計。

不過, 此種開關式直流穩壓電源也對雷擊造成的過負載及ESR等因素較為敏感。因此, 在使用環境中若有雷擊風險, 或希望在寬溫度範圍內使用的客戶, 建議選用本公司在ESR與紋波噪聲對策、雷擊突波對策及溫度範圍對策方面設計完善的型號。

其三: USB AC變壓器的普及

近年來, 許多可攜式裝置採用了USB連接器。除資料傳輸外, 還可向設備提供DC5V輸出, 最大500mA(USB3.0時可達900mA)。從行動電源、咖啡機、小型燈具到鬧鐘等, 各式各樣的設備都被設計為可透過USB連接器取得電力。到了2012年, 標準化最大100W供電的USB Power Delivery被提出, 並逐漸普及。

最近也出現採用GaN元件實現小型化的AC變壓器, 推出更具攜帶便利性的產品。

使用AC變壓器的優點總結

在本公司網站內的使用AC變壓器與直接使用交流電源的優點與缺點頁面中，已簡單介紹使用AC變壓器時的優缺點，本文將進一步做更詳細的整理說明。

其1: 安全性

採用AC變壓器後，電子產品設計者在設計主機設備時，可不受銷售目的國所制定之安全相關法規限制。

其2: 可降低主機設備電源的發熱

對電子產品而言，熱是最大的敵人。溫度上升會影響電子零件的壽命與可靠性，並可能導致精密電路發生誤動作。將電源改為外接電源後，即可消除產品本體內建電源所產生的熱能。

其3: 可降低對主機設備造成的雜訊影響

可降低對主機設備中對雜訊敏感電路造成不良影響的電氣雜訊。由於電氣雜訊會隨距離的平方而衰減，因此透過AC變壓器拉開距離，可有效降低影響。

其4: 可實現主機設備的輕量化與小型化

將電源改為外接電源後，可使設備本體相應縮小，達到小型化的效果。

其5: 可使主機設備的維護更加容易

與其他電路相比，電源較容易受到輸出突波或主機設備發熱影響而故障。將電源改為外接電源後，即使發生故障，使用者也可輕鬆更換，無需每次都將整台設備送修，省去維修的麻煩。

其6: 可提升便利性

採用AC變壓器的主機設備，可依需求對應各種不同電壓。

(例如採用通用型AC變壓器，即可在世界各國的插座上無問題地取得電源)

本文作為與AC變壓器的運作機制相關的內容, 其中部分資訊也與本公司在協助NHK「チコちゃんに叱られる！」節目製作時所提供的資料相關。

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