AC 및 DC 장치

조명, TV 및 팬과 같은 가전 제품이 전원 공급 장치에서 직접 AC 전원을 사용하는 이유는 무엇입니까? 휴대 전화 및 랩톱은 어댑터를 사용하여 AC를 DC로 변환합니까?

이것은 대부분 일반 전자 기기에 필요한 것과 비교하여 라인 전압이 "높은"것이기 때문입니다.

조명 및 팬과 같이 상당한 전력을 사용하는 장치는 전력선 전압에서 직접 작동하도록 제작되었습니다. 더 높은 전압으로부터 사용자를 보호하는 비용은 전력을보다 효율적으로 사용하고 변환 할 필요가 없기 때문에 상쇄됩니다.

전자 장치가 내장 된 장치는 전자 장치를 작동시키기 위해 저전압이 필요합니다. 이것은 여분의 전원 공급 장치를 의미하며 , 이는 높은 라인 전압을 전자 장치에 필요한 낮은 전압으로 변환합니다. 또한 전자 장치가 작동하려면 DC가 필요하기 때문에 DC로 변환됩니다.

라인 전압과 장치의 실제 내부 사이에이 변환기가 있다고 가정하면 제조업체는 어디에 배치 할 것인지 선택할 수 있습니다. 경우에 따라이 변환기를 장치 외부에 배치하는 것이 좋습니다. 이는 장치에서 고압으로부터 사용자를 보호 할 필요성을 완화시킨다. 나는 여기 에 더 자세하게 간다 .

일부 전자 장치는 전원 공급 장치를 내부에 넣을 수있을만큼 충분히 큽니다. TV 예가이 범주에 있습니다. 내부적으로는 저전압 DC에서 작동하는 전자 장치이지만 전원 공급 장치가 내부에있을만큼 충분히 큽니다.

"전원 네트워크의 전압이 110VAC / 220VAC 인 이유"부터 시작해야합니다. 따라서 변압기로 전압을 변환하거나 모터 (AC)를 쉽게 이동할 수 있기 때문에 AC입니다. 두 가지 이유는 전자 장치가 등장하기 오래 전에있었습니다.

TV, 랩톱과 같은 전자 제품의 경우 항상 DC가 필요하며 160V / 315V (정류 된 AC)보다 훨씬 낮습니다. 이것은 진공관과 달리 반도체가 어떻게 작동하는지 때문입니다 (아무도 늙지 않았습니다).

그렇다면 왜 장치 내부에 전원 공급 장치가 있고 때로는 외부에 전원 공급 장치가 있습니까? 응용 프로그램 고려 사항 때문입니다. 노트북-이동 중에는 전원 공급 장치를 갖고 싶지 않습니다. 따라서 집 밖을 떠날 수있는 외부 물건을 사용합니다.

TV의 경우 문제가되지 않으므로 일반적으로 고객이 TV를 사용하는 것이 좋습니다. 때로는 매우 슬림 한 장치의 경우 전원 공급 장치가 여전히 외부에 있습니다.

여기에 제공된 대부분의 설명이 대부분 정확하지만 OP가 요청한 내용에 실제로 응답하지 않는다고 생각합니다. 설명이 몇 문장으로 만 이루어져야한다고 생각하기 때문에 재미 있습니다.

AC가 콘센트에서 나오는 주된 이유는 장거리 (특히 저전압 DC)를 통해 DC를 전송하는 것이 매우 비효율적이기 때문입니다. (그 외에 : 전기는 대부분의 소스에서 발생 될 때 AC이기도합니다.) 집에 올 때는 거의 모든 최신 장치에 DC가 필요하기 때문에 사용하기 전에 항상 DC로 변환됩니다. 어떤 종류의 AC가 필요한 제품은 자체적으로 생성되며 콘센트에서 공급 된 AC를 사용하지 않습니다.

몇 가지 예외가 있습니다. (현재로서는 3 만 생각할 수 있지만 아마도 더있을 것입니다) :

• 모터 : 대부분의 (대형) 전기 모터는 AC에서 작동하므로 콘센트에서 바로 사용할 수 있습니다.

• 백열등 : 램프를 빛나게하려면 열이 필요합니다. AC 또는 DC에서 열이 발생하는 것은 중요하지 않으므로 변환 할 이유가 없습니다.

• 가열 요소 : 백열등과 동일

랩톱과 외부 어댑터를 사용하는 것처럼 TV를 내부적으로 DC로 변환하기 때문에 TV는 예외 중 하나 가 아닙니다 .

별도의 AC-DC 변환기를 사용해야하는 또 다른 이유는 안전 입니다. 랩톱 및 모바일과 같은 장치는 일반적으로 사용자가 피부에 가까이 접촉하여 처리하도록되어 있습니다. 내부 AC-DC 컨버터의 작은 결함은 매우 위험 할 수 있습니다.

가장 쉬운 해결책은 어댑터에서 적절히 격리 된 상태에서 라인 전압 처리를 장치 외부와 멀리 떨어 뜨리는 것입니다. 장치에는 저전압 DC 만 표시됩니다.

일반 극 변압기와 그 더 큰 사촌에게는 AC가 필요하기 때문에 가정에는 AC가 공급되며 대부분의 초기 가정 전기 장치는 AC 또는 DC를 가지고 있는지 여부에 신경 쓰지 않았습니다. 다른 여러 가지 이유로 인해 분배 프로세스에서 AC를 다루기가 더 쉽습니다.

오디오 나 비디오를 처리하는 거의 모든 장치 (구식 튜브형 라디오 및 TV 포함)는 대부분의 작업에 내부적으로 DC를 사용합니다. 그러나 소규모에서 AC를 DC로 변환하는 것은 특별히 어렵지 않습니다.

이유의 일부는 역사적입니다. 전압 변환은 오늘날보다 훨씬 더 크고 비싼 하드웨어를 필요로했으며 많은 전기 기기는 오늘날보다 더 높은 전압을 요구했습니다. 고전압이 필요 하지 않은 (효율성 또는 전혀 작동 하지 않는) 최초의 범용 전기 램프 설계 인 백색 LED는 2010 년경 시장에서만 출시되었습니다. 선형 "벽 사마귀"는 여전히 흔했습니다. 2000 년에 음극선 관 TV도 마찬가지였습니다. 내부적으로 진공관을 사용한 라디오와 TV (아마도 트랜지스터와 함께)는 1980 년대 초반에도 여전히 일반화되었습니다.

따라서 램프 및 가전 제품과 같은 오래된 전기 사용은 라인 전압의 가용성이 그들에게 더 유용하고 그렇게하는 것이 더 저렴하기 때문에 라인 전압에서 직접 실행되도록 설계되는 경향이 있습니다.

현재 구입 한 가정용 장치는 여전히 라인 전압에서 직접 작동하며 아마도 내부에 고출력 모터 또는 히터가있을 것입니다. 라인 전압을 직접 사용하는 것이 여전히 더 효율적인 애플리케이션입니다. LED 전구는 특별한 경우입니다 .12VDC 정도를 공급하는 것은 어느 정도 의미가 있지만, 주택에는 이미 라인 전압 조명을 위해 모든 배선 및 램프 하드웨어가 설정되어 있기 때문에 대신 전력 변환기가 내장되어 있습니다.

(땅콩 갤러리에 대한 질문 : 현재 세대 소비자 급 오디오 장비에서 내부적으로 사용되는 전압 "다른 답변에 언급 된 시나리오. 나는 다른 방법을 모른다.)

형광등과 백열등은 기본적으로 AC가 직접적으로 소진 될 수 있습니다. 전기적으로 단순하기 때문에 (실제로 많은 수정없이 AC 또는 DC를 소진시킬 수 있음) 고전압을 허용하도록 설계되었습니다. 슬로우 모션 비디오를 찍을 수 있으며 전류가 진동함에 따라 실제로 켜지고 꺼지는 것을 볼 수 있습니다.

팬에있는 것과 같은 모터도 이런 방식으로 작동 할 수있는 모터를 설계하는 데 큰 어려움이 없기 때문에 AC 를 사용할 수 있습니다.

LED 조명과 TV는 실제로 랩탑의 파워 브릭과 유사한 회로를 사용하여 내부적으로 DC로 변환합니다. 휴대용 전자 장치에 별도의 AC-DC 변환기가있는 주된 이유는 잡고있는 것과 휴대가 불편하여 열이 불편하여 TV 및 LED 조명에 문제가되지 않기 때문입니다.

설계자가 AC 대신 DC를 사용하는 이유는 여러 가지 이유가 있습니다. 배터리를 소모해야하는 휴대폰 및 랩톱과 같은 응용 프로그램의 경우; 휴대용 제품에 열과 무게를 더하는 DC에서 AC로 변환하려면 인버터를 추가해야합니다. 또한 본질적으로 모든 디지털 회로는 DC를 사용하기 때문에 AC 전원 만 사용하는 전화기 나 TV를 처음부터 설계하는 것이 불가능하지 않으면 엄청나게 비쌉니다. 모든 설계 문제와 마찬가지로 주요 동기는 비용입니다. AC를 수용하거나 AC를 DC로 변환하기 위해 변압기에 넣는 모터를 설계하는 것이 더 저렴합니까?

주된 이유는 열입니다. 소형 장치 / 기기는 AC에서 DC 로의 열을 방출하는 데 시간이 더 걸립니다. 소형 장치 / 기기는 섀시 외부에 AC / DC 변환기를 배치하여 열원을 다른 구성 요소에서 멀리 옮기고 섀시 내부에서 다루지 않아도되므로 비용을 줄입니다.