Les alimentations AC-DC modernes effectuent la conversion de tension en trois étapes. En gros, le processus est le suivant.
Tout d'abord, ils rectifient le courant alternatif en courant continu, de sorte que 100 V CA entre dans environ 140 V CC, et 240 V CA donne environ 340 V CC. Ceci est une première étape. Il s'agit de la plage de tensions dont traite le deuxième étage du convertisseur. Et cette tension a des ondulations horribles à 100-120 Hz.
Le deuxième étage est un "hacheur" qui module le courant continu à haute tension en impulsions haute fréquence, 100 kHz ou quelque chose. Il y a un circuit intégré de contrôleur qui pilote une paire de MOSFET puissants, qui sont chargés avec l'enroulement primaire du transformateur d'isolement. Le transformateur, comme vous l'avez bien noté, a un rapport d'enroulement fixe, de sorte que les impulsions de sortie auraient une amplitude variable proportionnelle à l'entrée CC (qui est de 140 à 340 V, sans compter les ondulations de la rectification primaire 50/60 Hz).
Cependant, le hacheur produit également ces impulsions de largeur différente, ce qui est appelé PWM - Pulse-Width-Modulation. Ainsi, la sortie du transformateur, lorsqu'elle est redressée par un redresseur à diode "à mi-chemin" et lissée avec un grand condensateur de sortie, peut en moyenne avoir une amplitude variable: des impulsions étroites réduisent l'amplitude moyenne, et vice versa. Il s'agit du troisième étage du convertisseur AC-DC.
Ainsi, alors que le transformateur a un rapport d'enroulement fixe, le PWM permet toujours de changer la sortie du redresseur dans une plage considérable, acceptant ainsi le rapport du transformateur fixe et une vaste plage de tension d'entrée, y compris les ondulations de tension.
Le contrôle final et la stabilisation de la tension se font via un mécanisme de rétroaction négative utilisant des opto-isolateurs linéaires. Si la tension redressée devient trop élevée, la rétroaction fait que le CI du contrôleur produit des impulsions plus étroites, de sorte que la tension diminue, et vice versa. Ce mécanisme de rétroaction ne prend pas seulement en charge la tension, il contrôle également la puissance globale délivrée dans la charge du bloc d'alimentation.
Il y a quelques détails fins sur la façon dont les transformateurs tolèrent les formes d'onde asymétriques, il y a quelques astuces d'ingénierie fines dans les coulisses, mais en gros c'est tout.