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變壓器適用於交流電，為什麼有些手機充電器是220V電壓，要先通過橋式整流器再通過變壓器？

想要了解這個問題，首先要了解一下普通變壓器和手機充電器的區別和工作原理。

變壓器的分類以及各自的特點

按照提問題提出的問題來講，電源變壓器可以分為兩大類，一類是工頻變壓器，另一類是開關電源。

• 工頻變壓器
  

• 開關電源
  

• 兩類電源的優缺點
  

工頻變壓器由於工作在低頻，由於頻率以及導磁材料的限制，它的工作效率相對較低，所以工頻變壓器在工作時的損耗較大，發熱量較高，並且大功率的工頻變壓器的體積也會比較大，製造成本就會大大提升。並且工頻變壓器的電壓完全由初次級匝數比來決定，輸入電壓變化較大時，輸出的電壓就會存在波動。所以工頻變壓器的輸入電壓範圍基本是固定的。

開關電源由於工作在高頻，加上導磁材料的導磁率等參數的提升，它的工作效率相比工頻變壓器有所提升，所以在工作時發熱量會減少很多，大功率的開關電源也比同功率的工頻變壓器減小很多，這樣就使得開關電源的製作成本大大降低。由於開關電源內部是通過電路轉換之後進行變壓器的，其輸出電壓的穩定性相比工頻變壓器要提高很多，並且輸入電壓可以在非常寬的區間範圍內變化。

但是開關電源也有其不足的地方，相比工頻變壓器，開關電源的過載能力要差一些，另外由於開關電源工作在高頻，其輸出電壓中的高頻信號可能會對部分電路造成一定的干擾，所以諸如信號放大電路、射頻電路等是不適合使用開關電源的。

工頻變壓器及開關電源的工作原理

工頻變壓器的工作原理比較簡單，由初級線圈輸入的工頻交流電壓轉換成磁場，經過導磁材料（通常為硅鋼片）傳輸到次級線圈感應出電壓。輸出的為頻率與輸入頻率相同，電壓按照初次級的線圈匝數比降低的電壓（如果次級的匝數多就是升壓）。由於變壓器輸出的是交流電，而大部分的電器電路使用的為直流電，變壓器輸出的電壓還需經過整流、濾波、穩壓等電路，變成相對平滑穩定的電壓供負載電路部分工作。

開關電源的核心變壓元件仍然為變壓器，並且同樣遵循電壓比等於匝數比的規則。與工頻變壓器不同的是，開關電源需要提升工作頻率，也就是需要將低頻的交流電壓變為高頻的交流電壓，這就需要額外控制電路的實現。因為電路的工作是需要直流電的，所以要先將輸入的交流電壓經過整流，變為直流電壓，才能通過後面的電路進行控制。下面以一個常用的手機充電器電路為例，簡單瞭解一下開關電源的工作原理。

輸入的220V交流電壓經過整流和濾波之後，會變成310V左右的直流電壓（也就是220V交流電壓的峰值），下面就需要把這個直流電變成高頻的交流電。想要把這個電壓變成高頻交流電，最簡單的方法就是使用一個開關，使開關快速地斷開與閉合，這樣就可以把直流電變成高速的脈衝直流電壓，實現這個開關的元件就是晶體管。晶體管，包括常用的三極管和場效應管等，這兩種元件都是可以作為電子開關來使用的，也就是通過一個引腳的電壓控制（三極管的基極以及場效應管的柵極），就可以使另外的兩個引腳實現通斷的控制。

有了開關，接下來就需要有控制這個開關的電路，這個電路的作用就是輸出高速的開關信號控制開關管的導通與截止，這個電路叫做振盪電路。開關電源的振盪電路是分很多種的，無論哪一種，作用都是給開關管提供控制信號。

經過控制電路的控制，輸入的電壓就由低頻的交流電變成了高頻的脈衝直流電壓，輸入到變壓器進行降壓，由變壓器輸出的電壓同樣會經過整流、濾波變成直流電輸出，提供給負載工作。與工頻變壓器有所不同的是，開關電源還多了一部分電壓檢測電路，它將輸出的電壓信號通過檢測後反饋到變壓器初級的控制電路中進行調壓，這樣就使得開關電源輸出電壓的穩定性有所提高，並且可以有很寬的輸入電壓範圍。所以開關電源的工作過程，實際上是由交流-直流，直流-交流，再經過交流-直流的幾個過程實現的。

在這裡可能會有一個疑問，變壓器不是隻能通過交流電嗎，為什麼開關電源的直流電也能通過變壓器變壓？變壓器確實是只能通過交流電的，具體一點講就是需要有磁通量的變化，工頻交流電由於是正弦波，並且存在正負半周，這樣就會產生磁通量的變化。開關電源是由開關管把直流電變成脈衝直流的，開關管由截止到導通，再由導通到截止同樣會產生磁通量的變化。

總結

開關電源需要將交流電壓整流，是為了後面控制電路的工作需要；直流電可以通過變壓器是因為通過開關管的控制之後，已經變成了脈動直流，同樣會引起變壓器磁通量的變化。

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可能不少人跟提問者一樣有個疑問，普通的變壓器可以改變交流電壓，為何手機充電器不直接用變壓器對AC220V降壓，而是先對AC220V進行橋式整流再用變壓器降壓？手機充電器之所以不直接用變壓器對AC220V進行降壓，是為了減小充電器的體積，便於攜帶使用。下面我們來看一款簡單手機充電器的電路原理圖。

上圖是一個老式手機充電器的電路原理圖，從圖中可見，充電器工作時，AC220V先通過電阻R1及D1~D4組成的整流橋變為直流電（圖中濾波電容未畫出，一般整流之後還要經過濾波），再經三極管Q1和Q2組成的高頻振盪電路將橋式整流後的直流電轉為數十千赫的高頻交流電，然後才通過變壓器B降壓，並經高頻整流管D7整流後變成低壓直流電來給手機充電。▲ 手機充電器電路板。

現在的手機充電器之所以不直接用變壓器對AC220V降壓，是為了減小變壓器的體積。我們知道，變壓器感應電勢的大小取決於磁通量改變的速率，磁通量變化越快，感應電勢就越大。手機充電器先通過整流及振盪將50赫茲的低頻交流電轉為數十千赫的高頻交流電，然後再用變壓器降壓，這樣在相同的功率下，高頻變壓器只需較小的磁芯及較少的匝數即可實現電壓的變換，從而減小手機充電器的體積與重量，以方便攜帶及使用。▲ 手機充電器內部的高頻變壓器。

手機充電器內部的高頻變壓器還有一個作用就是隔離，亦即將AC220V高壓與充電器輸出端隔離，以免充電器輸出端帶有AC220V高壓，使用戶遭到電擊，故手機充電器裡面這個高頻變壓器的質量及可靠性很重要，儘可能不要使用那些劣質的充電器。

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首先，就像前面的樓主回答的一樣，這樣在一定程度上是可以減小體積的，目前手機的充電器的體積越來越小。

其次，假如先進行變壓再整流，這樣會存在大量的波紋，並且電壓很不穩定，通常情況下手機的電池多為鋰電池，鋰電池對充電電壓的要求較高，因此通常採用像提問者問的一樣先整流再電壓。

鋰電因是固態電池，電極一旦因過流損壞就無法修復，所以不主張大電流充放。並且對充電電壓有很高要求，保護板非常靈敏。這裡需強調一下，不能用保護板當充電器充滿的停止手段，也不能不使用保護板充放電。

如果你仔細觀察充電器的原理圖會發現，體積大的變壓器是對50Hz的交流電降壓，而輕的變壓器是先將交流整流為直流，直流逆變為高頻交流再通過高頻變壓器降壓，頻率提高變壓器鐵心可以縮小。

以上為本人對此問題的回答，感謝留言、評論、轉發。更多電子電路、嵌入式、DSP、FPGA、電機控制等等相關內容請關注@弱電小工。感謝大家。

弱電小工

手機充電器使用的是開關電源的設計方案，通高過高頻化轉換使效能轉化效率更高

變壓器利用電磁感應原理來改變交流電壓。我們平常用的交流電頻率是50Hz，由於頻率比較低，如果直接用變壓器來降壓，效率一般小於40%，做出來的手機充電器體積就會很大。聰明的人們就發明了開關電源。先把交流電整流為直流電，用開關電源芯片把直流電變為頻率很高的交流電再用高頻變壓器實現高效能電壓轉換。

開關電源工作原理

開關電源是高頻化的電壓轉換裝置，開關電源的主要器件有：整流橋、開關電源控制芯片、變頻變壓器等

整流橋：把交流電整流為直流電，需要根據開關電源的功率選擇合適的整流橋，當然也可以用四個整流二極管搭建整流電路。

開關電源控制芯片：整個開關電源的核心部分，提供高頻開關信號，把直流電變為高頻交流電；要根據開關電源的功率選擇合適合的開關電源控制芯片

高頻變壓器：實現高頻化的電壓轉換，需要根據開關電源的功率及選用的開關電源控制芯片來設計高頻變壓器。

當然還需要有整流濾波電路、反饋電路、EMC防護電路

整流濾波電路：把高頻變壓器轉換過來的高頻交流電整流濾波為直流電

反饋電路：

EMC防護電路：包括防護浪湧、共摸開擾、差摸開擾、ESD等等

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小功率直流供電的問題

現在基本上小功率直流低壓供電都是使用開關電源 ，包括臺式計算機和筆記本電腦。基本原理是首先將220或110伏交流電變成直流，然後使用工作於高頻率的開關電源電路（一般是幾十Khz到200Khz)變成所需的低壓再經整流變成所需直流電壓。由於工作頻率高，所以使用的高頻變壓器和整流濾波器_體積和重量都會大大縮小，成本也 顯著降低。

這裡有三次電壓變換，第一次是將220交流，50赫茲交流電變成直流，一般使用橋式整流器整流成300伏左右的直流電壓，然後使用開關管振盪器形成20千赫以上的超聲波頻率電壓，再通過高頻變壓器變成所需的低壓電壓，然後用高頻整流器整流成所需要的低壓直流電壓，再通過穩壓和濾波電路輸出穩定的直流電壓。這個電路雖然比較複雜，但是它可以大大減少整個電路的體積和節約成本。

50周交流變壓器的體積大，重量大，成本也不低，變換成低壓後所用的濾波電容體積也比較大，再加上穩壓電路所需要的電子器件成本就更高了。

用開關電源，高頻電路來實現直流電壓轉換，其主要優點是可以大大減小體積，便於攜帶，是手機使用開關電源充電器的主要原因。

上善若水3991798753

又參加了個博士討論問題。

因為變壓器雖然能變壓，但變壓後依舊是交流電，而交流電變成直流電只有通過橋式整流電路才能完成。

實際上橋式整流電路出來的電依舊有很大的波形，所以需要濾波。

至於是先變壓，再變直流，很大程度上是成本決定的，最穩定的，肯定是先變壓，在整流了，但是體積大是一方面，關鍵還是費錢。

鞠躬車馬前

先變成直流，然後用一個芯片把他變成高頻(比家用50Hz交流電頻率高好幾倍)，然後再隔離變壓，然後用再整流。。選擇這種方案是因為50Hz的變壓器太笨重，高頻變壓器可以做的很小

愛吃貓的魚111

同功率的壓器的大小同頻率有很大的關係。頻率越高體積越小重量就越輕。比如現在的手機充電器功率有30瓦，若直接220伏低頻變壓，體積就非常大。通過整流成高壓直流電再高頻逆變，體積就很小了。所以這麼做主要是為了充電器小型化輕量化。

阿牛65268663

這是一種叫開關電源的電路，優點是體積小，重量輕，穩定輸出電壓較優，能節省銅材等，廣泛應用電腦，電視機充電器及工業上等。缺點是比較易損壞。而直接用工資變壓器比較笨重，但耐用不易壞。

ywb87333827

如果是開關電源那就好說些，因為開關電源的芯片反接會燒壞掉。(有錯誤的話歡迎叫正)

關鍵字: 變壓器 充電器 科技