110-250V電源は、より高い電圧で電力を浪費しますか？

例として、標準のMains-> USBアダプタを提供します。

USBの出力は、入力に許容範囲内のどのような電圧が印加されても同じままであることはわかっています。

このアダプターを英国で使用している場合は、入力に230vを適用します。より低い電圧、たとえば110Vでデバイスを使用する場合と比較して、この電圧で電力を浪費していますか？

変圧器と電源アダプターは同じであるかのように話しますが、同じではありません。

（旧式の）変圧器ベースの電源アダプターは大きくて重いため、通常は110 V または 240 V ACのいずれかにのみ適しています。トランスの別のタップを選択する設定がない限り、両方ではありません。

最近の電源アダプターはまったく異なり、はるかに小型で軽量（同じ電力定格の場合）で、80 V〜240 V ACなどの広い入力電圧範囲を処理できます。これらのアダプターは、スイッチモードの分離された電源アダプターであり、高周波で動作する非常に小さなトランスを含んでいます。

お使いのUSBアダプターは間違いなく2番目の（スイッチング）タイプです。ポケットに簡単に収まりますか？それからスイッチャーです。

それが110 Vまたは240 V ACで多かれ少なかれ効率的であるかどうかは、スイッチモード電源アダプターの設計に依存します。設計は110 Vに最適化されているため、240 Vでは効率が低下する可能性があります。ここには一般的な真実はありません。

たぶん、110 Vの代わりに240 Vを使用するときの過剰な電圧は「燃え尽きる」と思うかもしれません。そうではありません。スイッチドコンバータはこれをより効率的な方法で処理するので、入力電圧と出力電流によって失われる電力はごくわずかです。

このようなスイッチングコンバーターがこのような広い入力電圧範囲を処理する方法は、これらのコンバーターの動作方法の結果です。入力からの電気エネルギーは、変圧器で磁気エネルギーに変換され、再び電気エネルギーに戻ります。変圧器の入力側のトランジスタは、入力電力（100 kHz程度）を切り替え、変圧器に流れる電力量を決定します。したがって、（出力で）必要な電力以上の電力がトランスに供給されません。これは、電力を制御し、出力の電圧を制御するための非常に効率的なソリューションです。

高い出力電圧ではスイッチング電流が低くなるため（同じ出力電力に対するものでなければならないため）、入力電圧が高いほど導通損失が少なくなります。

120 VAC入力専用に設計された電源は、多くの場合、300 Vレールを生成するための入力ダブラーを備えていますが、600 Vは少し高すぎて快適ではありません。

スイッチング電源の最低効率（通常の動作範囲内にある特定の出力電力、つまり定格出力電力の10％以上）は、通常、最小入力電圧での効率です。

与えられた入力電圧に対して、効率は通常、通常の動作範囲のどこかで負荷電流に対してピークに達します（最大値を持つ凸曲線です）。

ただし、これを明確にするために、これは2次的な影響であり、効率は（特定の負荷の場合）240V入力で80％、120V入力で75％になる可能性があります。電源が適切に設計されていると仮定すると、大きな違いはないはずです。 （すべての賭けは偽のジャンクでオフです）。

Mains to USBアダプタはほぼ間違いなくスイッチモード電源であり、おそらくこれに似た回路が含まれています

それが単純な変圧器である場合、それは重く、250Vacで使用されると本当に（危険な）高温になるか、110Vの主電源で使用される場合は2つのプライマリを並列に配線し、230Vの主電源で使用される場合は直列に配線するスイッチがあります。

このタイプの回路はフライバック電源と呼ばれ、スイッチングデバイスがオンになることで動作し、1次側に電流が蓄積されます。スイッチがオフになると、トランスが跳ね返り、電流が二次側に流れ込みます。

トランスとオプトアイソレーターは安全上の理由から絶縁を提供し、トランスは比較的高い周波数（数十または数百kHz）でスイッチングされ、必要なトランスのサイズとコストを最小限に抑えます。

このタイプの回路は、通常、主電源の方が低電源より効率的です。つまり、高電源では電力の浪費が少なくなります。それはどんなメインでも非常に効率的だと言った。制御ICはTOPSwitchである必要はありません。多くのメーカーがこのためのICを製造しています。

それはあなたの変圧器のタイプに依存します。通常、それらは230 Vのような標準的な電圧用に作られ、その電圧に対する電力の損失は約1％以下になる可能性があります。入力電圧を変更すると低下する可能性がありますが、110Vの半分ではなくわずか数％です。電力の半分が無駄になるだけなら、それは熱に変換されることを意味します。