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May 17, 2016

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筆電與變壓器的電壓與電流關係 - 什麼電壓跟電流的變壓器可以使用?Laptop and Adapter Voltage and Current Compatibility Guide

Amazon很多人不懂變壓器的電壓與電流跟筆電所需的電壓與電流的關係,例如,假設變壓器產出 19.5V 伏特的電壓,但筆電只能接受 12V 伏特的電壓,此筆電能夠接受此變壓器嗎? 再來,假設變壓器最大產出 5A 安培的電流,但筆電的負載是 3A 安培的電流,此筆電能夠接受此變壓器嗎? 電壓跟電流的相容性是什麼?

請看以下詳細的解說。

假設

假如筆電的變壓器為輸出 X 伏特, Y 安培 MAX
假如筆電需要的為 A 伏特, B 安培

意思是,此變壓器的輸出為 X 伏特,最大輸出為 Y 安培。

當 X > A

變壓器不會壞,而筆電分以下數種情況:
1. 筆電有做 “過電壓保護” 機制,在安全範圍內,分以下數種機制:
 甲、 此機制為筆電讓自己不開機: 那麼筆電就不會壞(此情況罕見,只有高端產品才可能做),變壓器也不會壞
 乙、 此機制是筆電內的變壓轉換IC可以轉成後面零件需要的穩壓: 那麼筆電就會開機,不會壞(此情況很常見),變壓器也不會壞,但前提是X大A的範圍是此IC能接受的範圍,否則變壓轉換IC會燒掉。另一個前提是Y >= B。
  i. 如果 Y < B一點,
   1. 如果變壓器有做 “過電流保護” 機制,都不會開,都不會壞
   2. 反之,筆電很可能會開機,筆電不會壞,但變壓器就會逼自己提供 B 安培的電流,長時間使用,就可能會過熱而壞
  ii. 如果 Y < B很多,
   1. 如果變壓器有做 “過電流保護” 機制,都不會開,都不會壞
   2. 反之,有以下情況:
    甲、 筆電會開機,筆電不會壞,但變壓器就會逼自己提供 B 安培的電流,經過一段時間後可能燒壞
    乙、 筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器也不會壞

Tip: 是誰決定”甲”還是”乙”? 當Y<B,變壓器為了提高電流,就會降壓,維持一樣的功率 (P = VI),假設降壓後,變壓器提供的壓力能讓筆電開機,筆電就會開機;反之,筆電就不會開機。

2. (此情況罕見) 筆電完全沒做 “過電壓保護” 機制,筆電有可能開機,也有可能不開機:
 甲、 如果X只大A一點,分以下數種情況:
  i. 如果Y >= B,筆電會開機,變壓器不會壞,但有可能用到一半筆電就壞掉
  ii. 如果Y < B一點,
   1. 如果變壓器有做 “過電流保護” 機制,都不會開,都不會壞
   2. 反之,筆電很可能會開機,但有可能用到一半就壞掉,而變壓器就會逼自己提供 B 安培的電流,長時間使用,就可能會過熱而壞
  iii. 如果Y < B很多,
   1. 如果變壓器有做 “過電流保護” 機制,都不會開,都不會壞
   2. 反之,分以下數種情況:
    甲、 筆電會開機,但有可能用到一半就壞掉,而變壓器就會逼自己提供 B 安培的電流,經過一段時間後可能燒壞
    乙、 筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器也不會壞
 乙、 如果X比A大很多,筆電的變壓轉換IC會馬上燒掉壞掉,變壓器不會壞

當 X = A, Y >= B

筆電不會壞,筆電會正常運作,變壓器不會壞

Tip: 高電流會造成熱,高電壓不會造成熱

當 X = A, Y < B

分以下數種情況:
1. 如果變壓器有做 “過電流保護” 機制,變壓器就不會供電,所以筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器不會壞
2. 變壓器沒有做 “過電流保護” 機制:
 甲、 如果 Y < B一點,筆電會開機,筆電不會壞,但變壓器就會逼自己提供 B 安培的電流,長時間使用,就可能會過熱而壞
 乙、 如果 Y < B很多,筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器不會壞

當 X < A, Y >= B

1. 如果 X < A一點,筆電會開機,筆電不會壞,變壓器不會壞
2. 如果 X < A很多,筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器不會壞

當 X < A, Y < B

1. 如果 X < A一點,Y < B 一點:
 甲、 如果變壓器有做 “過電流保護” 機制,變壓器就不會讓自己啟動,所以筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器不會壞
 乙、 反之,分以下數種情況:
  i. 筆電會開機,筆電不會壞,但變壓器就會逼自己提供 B 安培的電流,長時間使用,就可能會過熱而壞
  ii. 筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器也不會壞
2. 如果 X < A很多,Y < B 一點: 筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器不會壞
3. 如果 X < A一點,Y < B 很多,分以下數種情況:
 甲、 如果變壓器有做 “過電流保護” 機制,變壓器就不會讓自己啟動,所以筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器不會壞
 乙、 如果變壓器沒有做 “過電流保護” 機制,那麼變壓器為了提供多點電流,X就會降下來,所以會變成X<A很多,筆電就不開機,筆電跟變壓器都不會壞
4. 如果 X < A很多,Y < B 很多: 筆電不會開機,筆電不會壞,變壓器不會壞

本文章非常感謝凱銳光電的 Jeffery Chen 的協助!

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