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

上圖是一個(gè)老式手機(jī)充電器的電路原理圖，從圖中可見，充電器工作時(shí)，AC220V先通過電阻R1及D1~D4組成的整流橋變?yōu)橹绷麟姡▓D中濾波電容未畫出，一般整流之后還要經(jīng)過濾波），再經(jīng)三極管Q1和Q2組成的高頻振蕩電路將橋式整流后的直流電轉(zhuǎn)為數(shù)十千赫的高頻交流電，然后才通過變壓器B降壓，并經(jīng)高頻整流管D7整流后變成低壓直流電來給手機(jī)充電。▲ 手機(jī)充電器電路板。

現(xiàn)在的手機(jī)充電器之所以不直接用變壓器對(duì)AC220V降壓，是為了減小變壓器的體積。我們知道，變壓器感應(yīng)電勢(shì)的大小取決于磁通量改變的速率，磁通量變化越快，感應(yīng)電勢(shì)就越大。手機(jī)充電器先通過整流及振蕩將50赫茲的低頻交流電轉(zhuǎn)為數(shù)十千赫的高頻交流電，然后再用變壓器降壓，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(shù)即可實(shí)現(xiàn)電壓的變換，從而減小手機(jī)充電器的體積與重量，以方便攜帶及使用�！� 手機(jī)充電器內(nèi)部的高頻變壓器。

手機(jī)充電器內(nèi)部的高頻變壓器還有一個(gè)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(jī)充電器里面這個(gè)高頻變壓器的質(zhì)量及可靠性很重要，盡可能不要使用那些劣質(zhì)的充電器。

手機(jī)充電器使用的是開關(guān)電源的設(shè)計(jì)方案，通高過高頻化轉(zhuǎn)換使效能轉(zhuǎn)化效率更高

變壓器利用電磁感應(yīng)原理來改變交流電壓。我們平常用的交流電頻率是50Hz，由于頻率比較低，如果直接用變壓器來降壓，效率一般小于40%，做出來的手機(jī)充電器體積就會(huì)很大。聰明的人們就發(fā)明了開關(guān)電源。先把交流電整流為直流電，用開關(guān)電源芯片把直流電變?yōu)轭l率很高的交流電再用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)高效能電壓轉(zhuǎn)換。

開關(guān)電源工作原理

開關(guān)電源是高頻化的電壓轉(zhuǎn)換裝置，開關(guān)電源的主要器件有：整流橋、開關(guān)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(jù)開關(guān)電源的功率選擇合適的整流橋，當(dāng)然也可以用四個(gè)整流二極管搭建整流電路。

開關(guān)電源控制芯片：整個(gè)開關(guān)電源的核心部分，提供高頻開關(guān)信號(hào)，把直流電變?yōu)楦哳l交流電；要根據(jù)開關(guān)電源的功率選擇合適合的開關(guān)電源控制芯片

高頻變壓器：實(shí)現(xiàn)高頻化的電壓轉(zhuǎn)換，需要根據(jù)開關(guān)電源的功率及選用的開關(guān)電源控制芯片來設(shè)計(jì)高頻變壓器。

當(dāng)然還需要有整流濾波電路、反饋電路、EMC防護(hù)電路

整流濾波電路：把高頻變壓器轉(zhuǎn)換過來的高頻交流電整流濾波為直流電

反饋電路：把輸出端的電壓反饋給開關(guān)電源控制芯片，開關(guān)電源控制芯片會(huì)根據(jù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)PWM信號(hào)，把輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定值。

EMC防護(hù)電路：包括防護(hù)浪涌、共摸開擾、差摸開擾、ESD等等

歡迎關(guān)注@電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，一起享受分享與學(xué)習(xí)的樂趣！關(guān)注我成為朋友，一起交流，一起學(xué)習(xí)！

• 記得點(diǎn)贊和評(píng)論哦！

如題主所說，變壓器確實(shí)只適用于交流電，不過手機(jī)充電器中采用的并不是工頻變壓器降壓，而是應(yīng)用了開關(guān)電源技術(shù)，內(nèi)部采用的是一種高頻變壓器，它的工作頻率可達(dá)幾十KHz，遠(yuǎn)比我們市電的50Hz頻率高的多，下面我們就來看下兩種變壓器的區(qū)別。

工頻變壓器

首先，所謂工頻就是指我們的市電220V 50Hz交流電，工頻變壓器就是工作在50Hz頻率下來改變電壓的一種變壓器，如上圖，這種變壓器在很早以前經(jīng)常應(yīng)用在各種家電的電源電路中，由于工作頻率較低，輸出電壓很穩(wěn)定，沒有紋波干擾，故障率很低，但它的缺點(diǎn)也是顯而易見的，就是太笨重，而且轉(zhuǎn)換效率低下，成本高，所以現(xiàn)在的各種低壓電源基本都是采用開關(guān)電源來實(shí)現(xiàn)了。

高頻變壓器和開關(guān)電源

高頻變壓器，顧名思義，它是工作在高頻狀態(tài)，是開關(guān)電源電路的重要組成部分，從上圖中我們可以看出，這種變壓器體積較小，可以很方便的應(yīng)用在便攜式充電器中，基本上我們現(xiàn)在生活中可以看到的充電器都是采用的這種，開關(guān)電源的的工作過程基本如下：

1. 整流部分。220V 50Hz交流電經(jīng)過整流濾波得到300V左右的直流電。
2. 高頻變換。通過控制開關(guān)管的快速導(dǎo)通和截止，將直流電轉(zhuǎn)換為高頻脈動(dòng)直流方波，施加在高頻變壓器的初級(jí)。（高頻變換電路一般都是集成芯片，一些小功率的內(nèi)部都集成有開關(guān)管）。
3. 電壓變換。高頻方波施加在變壓器的初級(jí)線圈，會(huì)在次級(jí)感應(yīng)出相同頻率不同電壓的交流方波，然后經(jīng)過快恢復(fù)二極管整流、電容濾波得到我們所需要的低壓直流電。

變壓器適用于交流電，為什么有些手機(jī)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(gè)問題，首先要了解一下普通變壓器和手機(jī)充電器的區(qū)別和工作原理。

變壓器的分類以及各自的特點(diǎn)

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(guān)電源。

• 工頻變壓器
  

• 開關(guān)電源
  

• 兩類電源的優(yōu)缺點(diǎn)
  

工頻變壓器由于工作在低頻，由于頻率以及導(dǎo)磁材料的限制，它的工作效率相對(duì)較低，所以工頻變壓器在工作時(shí)的損耗較大，發(fā)熱量較高，并且大功率的工頻變壓器的體積也會(huì)比較大，制造成本就會(huì)大大提升。并且工頻變壓器的電壓完全由初次級(jí)匝數(shù)比來決定，輸入電壓變化較大時(shí)，輸出的電壓就會(huì)存在波動(dòng)。所以工頻變壓器的輸入電壓范圍基本是固定的。

開關(guān)電源由于工作在高頻，加上導(dǎo)磁材料的導(dǎo)磁率等參數(shù)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(shí)發(fā)熱量會(huì)減少很多，大功率的開關(guān)電源也比同功率的工頻變壓器減小很多，這樣就使得開關(guān)電源的制作成本大大降低。由于開關(guān)電源內(nèi)部是通過電路轉(zhuǎn)換之后進(jìn)行變壓器的，其輸出電壓的穩(wěn)定性相比工頻變壓器要提高很多，并且輸入電壓可以在非常寬的區(qū)間范圍內(nèi)變化。

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

工頻變壓器及開關(guān)電源的工作原理

工頻變壓器的工作原理比較簡(jiǎn)單，由初級(jí)線圈輸入的工頻交流電壓轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)，經(jīng)過導(dǎo)磁材料（通常為硅鋼片）傳輸?shù)酱渭?jí)線圈感應(yīng)出電壓。輸出的為頻率與輸入頻率相同，電壓按照初次級(jí)的線圈匝數(shù)比降低的電壓（如果次級(jí)的匝數(shù)多就是升壓）。由于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(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等電路，變成相對(duì)平滑穩(wěn)定的電壓供負(fù)載電路部分工作。

開關(guān)電源的核心變壓元件仍然為變壓器，并且同樣遵循電壓比等于匝數(shù)比的規(guī)則。與工頻變壓器不同的是，開關(guān)電源需要提升工作頻率，也就是需要將低頻的交流電壓變?yōu)楦哳l的交流電壓，這就需要額外控制電路的實(shí)現(xiàn)。因?yàn)殡娐返墓ぷ魇切枰�直流電的，所以要先將輸入的交流電壓�?jīng)過整流，變?yōu)橹绷麟妷�，才能通過后面的電路進(jìn)行控制。下面以一個(gè)常用的手機(jī)充電器電路為例，簡(jiǎn)單了解一下開關(guān)電源的工作原理。

輸入的220V交流電壓經(jīng)過整流和濾波之后，會(huì)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(gè)直流電變成高頻的交流電。想要把這個(gè)電壓變成高頻交流電，最簡(jiǎn)單的方法就是使用一個(gè)開關(guān)，使開關(guān)快速地?cái)嚅_與閉合，這樣就可以把直流電變成高速的脈沖直流電壓，實(shí)現(xiàn)這個(gè)開關(guān)的元件就是晶體管。晶體管，包括常用的三極管和場(chǎng)效應(yīng)管等，這兩種元件都是可以作為電子開關(guān)來使用的，也就是通過一個(gè)引腳的電壓控制（三極管的基極以及場(chǎng)效應(yīng)管的柵極），就可以使另外的兩個(gè)引腳實(shí)現(xiàn)通斷的控制。

有了開關(guān)，接下來就需要有控制這個(gè)開關(guān)的電路，這個(gè)電路的作用就是輸出高速的開關(guān)信號(hào)控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，這個(gè)電路叫做振蕩電路。開關(guān)電源的振蕩電路是分很多種的，無論哪一種，作用都是給開關(guān)管提供控制信號(hào)。

經(jīng)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沖直流電壓，輸入到變壓器進(jìn)行降壓，由變壓器輸出的電壓同樣會(huì)經(jīng)過整流、濾波變成直流電輸出，提供給負(fù)載工作。與工頻變壓器有所不同的是，開關(guān)電源還多了一部分電壓檢測(cè)電路，它將輸出的電壓信號(hào)通過檢測(cè)后反饋到變壓器初級(jí)的控制電路中進(jìn)行調(diào)壓，這樣就使得開關(guān)電源輸出電壓的穩(wěn)定性有所提高，并且可以有很寬的輸入電壓范圍。所以開關(guān)電源的工作過程，實(shí)際上是由交流-直流，直流-交流，再經(jīng)過交流-直流的幾個(gè)過程實(shí)現(xiàn)的。

在這里可能會(huì)有一個(gè)疑問，變壓器不是只能通過交流電嗎，為什么開關(guān)電源的直流電也能通過變壓器變壓？變壓器確實(shí)是只能通過交流電的，具體一點(diǎn)講就是需要有磁通量的變化，工頻交流電由于是正弦波，并且存在正負(fù)半周，這樣就會(huì)產(chǎn)生磁通量的變化。開關(guān)電源是由開關(guān)管把直流電變成脈沖直流的，開關(guān)管由截止到導(dǎo)通，再由導(dǎo)通到截止同樣會(huì)產(chǎn)生磁通量的變化。

總結(jié)

開關(guān)電源需要將交流電壓整流，是為了后面控制電路的工作需要；直流電可以通過變壓器是因?yàn)橥ㄟ^開關(guān)管的控制之后，已經(jīng)變成了脈動(dòng)直流，同樣會(huì)引起變壓器磁通量的變化。

可以，但是，變壓器個(gè)頭要做的很大，是電能損耗大，效率也很差，故才用了開關(guān)電源，開關(guān)電源其實(shí)是一種電子開關(guān)，也要用到變壓器，只不過開關(guān)電源變壓器可以做的很小，且效率高，能量損耗少，故大多數(shù)電子產(chǎn)品的電源都做成開關(guān)電源。

小功率直流供電的問題

現(xiàn)在基本上小功率直流低壓供電都是使用開關(guān)電源 ，包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)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，然后使用工作于高頻率的開關(guān)電源電路（一般是幾十Khz到200Khz)變成所需的低壓再經(jīng)整流變成所需直流電壓。由于工作頻率高，所以使用的高頻變壓器和整流濾波器_體積和重量都會(huì)大大縮小，成本也 顯著降低。

這里有三次電壓變換，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，然后使用開關(guān)管振蕩器形成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，然后用高頻整流器整流成所需要的低壓直流電壓，再通過穩(wěn)壓和濾波電路輸出穩(wěn)定的直流電壓。這個(gè)電路雖然比較復(fù)雜，但是它可以大大減少整個(gè)電路的體積和節(jié)約成本。

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

用開關(guān)電源，高頻電路來實(shí)現(xiàn)直流電壓轉(zhuǎn)換，其主要優(yōu)點(diǎn)是可以大大減小體積，便于攜帶，是手機(jī)使用開關(guān)電源充電器的主要原因。

的確是這樣的，現(xiàn)在有很多電路都是交流電先通過整流橋，再進(jìn)入變壓器的。這與普通的工頻變壓器電路是不一樣的。相信這個(gè)問題困惑了很多人。下面和大家分享一下這個(gè)問題。

這類電路在手機(jī)充電器中非常常見，現(xiàn)在的手機(jī)充電器做的體積又小充電效率又高，這么小的體積是如何做的的呢？這就要受益于高頻變壓器。交流電先經(jīng)過整流橋，再經(jīng)過變壓器，這里的變壓器就是指高頻變壓器，區(qū)別于普通的工頻變壓器。

我們知道普通的工頻變壓器，一般體積大效率低，如果采用該方案做手機(jī)充電器的話，那么體積會(huì)有點(diǎn)大的，為了解決這個(gè)問題，就出現(xiàn)了高頻變壓器。故名思意，高頻變壓器輸入測(cè)的電壓就是高頻電壓。上圖分享了一個(gè)手機(jī)充電器的電路。交流電經(jīng)過整流橋之后變?yōu)橹绷�，在PWM控制器的作用下，直流電被變?yōu)轭l率非常高的交流電，再進(jìn)入高頻變壓器進(jìn)行降壓，在同功率的條件下，高頻變壓器的鐵芯和匝數(shù)比工頻變壓器更小，這就減小了手機(jī)充電器的體積。

如果對(duì)手機(jī)充電器的電路比較了解，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，都是這種電路方案，正是因?yàn)楦哳l變壓器的存在才大大減小了手機(jī)充電器的體積，所以現(xiàn)在的手機(jī)充電器看起來都像是一件藝術(shù)品。如下圖就是手機(jī)充電器的實(shí)物拆解。

現(xiàn)在就明白了，高頻變壓器要在整流橋之后，將高頻交流電將為低壓，這大大降低了電路的體積。

以上就是這個(gè)問題的回答，感謝留言、評(píng)論、轉(zhuǎn)發(fā)。更多電子設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、單片機(jī)等內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注本頭條號(hào)：玩轉(zhuǎn)嵌入式。感謝大家。

變壓器適用于交流電，這里的交流電可以是50Hz的交流電，也可以是幾百，甚至幾Ｍ的交流電。

根據(jù)“交變的電場(chǎng)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)又產(chǎn)生交變的電場(chǎng)“。

變壓器的初級(jí)線圈將初級(jí)的電流變成了變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)穿過次級(jí)的線圈，在次極的線圈感應(yīng)出電動(dòng)熱。

初級(jí)的線圈匝數(shù)為N1,流過線圈的電流為i1，磁通量為φ=μ*N1*I1*S。

μ為磁芯的磁導(dǎo)率，Ｓ為磁芯的截面積。

根據(jù)法拉第電場(chǎng)感應(yīng)定律，如果次極的線圈匝數(shù)為N2，次極的電壓為：

u2=dφ/dt*N2=N1*N2*μ*S*dI1/dt。

如果I1的頻率為f，I1可以表示為Im*sin(2*π*f*t)。

所以u(píng)2=N1*N2*μ*S*Im*2*π*f*cos(2*π*f*t)。

可見，二次電壓的最大幅度為N1*N2*μ*S*Im*2*π*f。

比如，我們要在次極獲取峰值為8V的交流電壓，頻率為50Hz時(shí)，和頻率為50KHz時(shí)，N1*N2*μ*S*Im*2*π的數(shù)值可以相差1000倍，而這個(gè)數(shù)值與線圈的匝數(shù)、磁芯的截面積有關(guān)，也就是與變壓器的體積有關(guān)。

可見，對(duì)于同樣的次極輸出電壓，頻率越高，變壓器體積越小。

幾十K高頻變壓器的體積一般為工頻變壓器的體積的幾十分之一。

根據(jù)這樣的知識(shí)，對(duì)于題主的問題， 我想有幾個(gè)要點(diǎn)：

1)通過變壓器的電壓、電流肯定是交流信號(hào)，變壓器的直流電阻就是導(dǎo)線的電阻，可能就幾十、幾百毫歐。220V交流整流出來的310V的直流電壓直接加到變壓器上，直接就把變壓器炸飛了。交流信號(hào)輸入變壓器時(shí)，除了變壓器的導(dǎo)線電阻，還有交流的感抗，頻率越高，阻抗越高。

2) 開關(guān)電源的初級(jí)實(shí)際上有一個(gè)逆變電路，輸入的220v的電壓，經(jīng)過了這樣的逆變，220V交流->橋式整流器->310V直流->頻率為高頻、占空比可調(diào)MOSFET控制->高頻交流信號(hào)->高頻變壓器->變壓器次極，所以經(jīng)過變壓器的電壓是經(jīng)過逆變得到的高頻電壓，變壓器為高頻變壓器。

3)把工頻50Hz的220V交流輸入逆變成高頻交流電壓的最主要目的在于降低變壓器的體積，從而降低整個(gè)充電器的體積。

高頻變壓器加上工頻到高頻逆變電路的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工頻變壓器的體積。
4)另外一個(gè)好處在于，在310V直流逆變成高頻電壓的階段，控制變壓器導(dǎo)通的信號(hào)是PWM信號(hào)，可以根據(jù)次極的反饋電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整占空比。從而可以根據(jù)次極負(fù)載的大小調(diào)整市電的輸入，避免在次極的電能的浪費(fèi)，提高的電能使用效率，降低了整個(gè)充電器的發(fā)熱。

如果是工頻變壓器，由于沒有控制電路，市電的輸入沒有辦法根據(jù)負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整，大量電能被浪費(fèi)在次級(jí)的降壓電路中，電能使用效率低，充電器發(fā)熱也比較厲害。

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(jī)的充電器的體積越來越小。

其次，假如先進(jìn)行變壓再整流，這樣會(huì)存在大量的波紋，并且電壓很不穩(wěn)定，通常情況下手機(jī)的電池多為鋰電池，鋰電池對(duì)充電電壓的要求較高，因此通常采用像提問者問的一樣先整流再電壓。

鋰電因是固態(tài)電池，電極一旦因過流損壞就無法修復(fù)，所以不主張大電流充放。并且對(duì)充電電壓有很高要求，保護(hù)板非常靈敏。這里需強(qiáng)調(diào)一下，不能用保護(hù)板當(dāng)充電器充滿的停止手段，也不能不使用保護(hù)板充放電。

如果你仔細(xì)觀察充電器的原理圖會(huì)發(fā)現(xiàn)，體積大的變壓器是對(duì)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?yōu)楦哳l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(duì)此問題的回答，感謝留言、評(píng)論、轉(zhuǎn)發(fā)。更多電子電路、嵌入式、DSP、FPGA、電機(jī)控制等等相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注@弱電小工。感謝大家。

變壓器必須接交流電，因?yàn)樽儔浩魇抢�用電磁感�?yīng)原理變換電壓的。

簡(jiǎn)單說，交變電流產(chǎn)生了交變磁場(chǎng)，在另一側(cè)的線圈感應(yīng)到了這種不斷變化的磁通量，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生電壓與電流。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。

你要想用變壓器給手機(jī)充電，絕對(duì)不能先整流再接變壓器，整流后就變成直流了，電流沒有變化的直流無法產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，變壓器的次級(jí)就無法產(chǎn)生感應(yīng)交流電壓。這一點(diǎn)是不可質(zhì)疑的。

也許你酷愛電子，打開了手機(jī)充電器，看到里面有個(gè)小方塊(下圖黃色的變壓器)，就以為它就是普通的硅鋼片變壓器。

其實(shí)，這不是我們開頭說的變壓器，它是高頻變壓器，不能直接用于50hz的低頻電壓。你看到的整流橋其實(shí)就是先把220V變直流，再通過高頻震蕩電路中的開關(guān)管給高頻變壓器提供高頻震蕩電流，從而讓高頻變壓器工作。

硅鋼片材料的變壓器屬于低頻變壓器，個(gè)頭大，需要散熱，轉(zhuǎn)換效率不高，但是，電路簡(jiǎn)單，維修方便，所以，至今仍然在用。比如，你想給摩托車電瓶充電，找個(gè)變壓器，直接接個(gè)整流二極管就可以了。

高頻變壓器轉(zhuǎn)換效率高，體積小，但是電路復(fù)雜。