Адаптери постійного струму: чому так мало амперів?

Якщо у мене є пристрій, який витягує 5 ампер на 12 вольт, я можу використовувати будь-який 12-вольтовий адаптер постійного струму, який може забезпечити принаймні 5 ампер.

Чому всі адаптери постійного струму не здатні забезпечувати навантаження підсилювачів !? Якщо всі перехідники постійного струму забезпечені, наприклад, 1000 ампер, нам слід буде дбати лише про значення напруги.

Занадто багато амперів роблять адаптери постійного струму об'ємними, неефективними або дорогими?

Компоненти, що складають перехідники постійного струму (індуктори, транзистори, конденсатори, діоди, ест), оцінюються за певний струм та / або розсіювання потужності. Компоненти, які можуть обробляти 1000A порівняно з компонентами, які можуть обробляти 5A, - це порядки за величиною, крім вартості, розміру та доступності.

Для прикладу давайте подивимось на індуктор, який міг би бути використаний для живлення 1000A проти 5A.

Ціна: індуктор , що може зробити 5 $ 0,17 на Digikey, в індукторі , який може зробити 200A становить $ 400.

Розмір: Індуктор 5А 5мм5мм, а індуктор 200А - 190мм190мм.

Наявність: Digikey запасує понад 5000 різних індукторів, які можуть працювати з 5A. У нього навіть нічого не було оцінено на 200A. Він запасує лише 7, що може зробити більше 100A.

Тепер повторіть цей експеримент для всіх компонентів, знайдених у загальному настінному адаптері, і ви швидко отримаєте відповідь на своє запитання.

Підводячи підсумок: Якщо у вас було два пристрої, на які потрібно було 5А та 6А відповідно, ви б краще придбати щось, що коштує в тисячах доларів, і це більше, ніж ванна, щоб ви могли використовувати її на обох, або ви б краще придбали два адаптери розміру долоні за 30 доларів?

Насправді є кілька причин, включаючи все, що ви згадали:

Є лише стільки струму

У США середня розетка - це ланцюг 120В, 15А. Це означає, що він може забезпечити щонайменше 1800 Вт (P = V * I) (тобто потужність дорівнює напрузі, меншій від струму). Для ланцюга 12 В це означає, що доступно лише 150А (1800 Вт / 5 В = 150 А). Щоб отримати ланцюг 12В, 1000А, вам знадобиться мінімум 100А, що поставляється на виході - набагато більше, ніж це могло б забезпечити. Очевидно, що ланцюг 5А або 10А цілком відповідав би потужності стандартної розетки.

Передача енергії неефективна

Навіть якби живлення було доступним, кожен окремий компонент, включаючи провід, має в ньому певний опір. Чим більше опір, тим нижче ефективність ланцюга. Це означає, що якщо ви хочете використовувати певну кількість живлення (скажімо, для зарядки мобільного телефону), вам доведеться витягнути більше енергії, ніж те, що вам було потрібно. Якщо схема на 80% ефективніша - що насправді непогано - тоді, щоб забезпечити 1000А, потрібно було б вивести 1250А (1000 / 0,80 = 1250). Навіть при 95% ефективності потрібно буде витягнути додаткові 53А. Ще гірше, що номінальна ефективність застосовується лише тоді, коли пристрій витягує потужність майже від максимальної. Якщо ваш адаптер може забезпечити 1000A, але ви використовуєте лише 5A, ефективність при цій потужності може бути менше 1%, це означає, що ваш пристрій використовує 5A, але сам адаптер використовує 10A всередині, щоб продовжувати працювати.

Енергія відходів - це тепло

Витрачена енергія в цьому контурі майже повністю втрачається як тепло. Це означає, що для нашого 80% ефективного зарядного пристрою, якщо він заряджається на повному струмі, втрачений струм (250А) буде нагрівати повітря (та його компоненти) навколо нього. Це приблизно те саме, що пальник на електроплиті на повну потужність - багато тепла. Сьогодні пластикові адаптери не протримаються ні хвилини!

Розмір має значення

Це посилання (прокрутка вниз до таблиці) показує, що провід 12 калібру (звичайна електропроводка в будинках) може передавати близько 41А (використовуючи стовпчик «Максимальні ампер для проводки шасі»). Провід AWG 12 діаметром близько 2 мм. 6 AGW може передавати понад 100A, але він перевищує 4 мм. Найгустіший дріт на діаграмі, OOOO, товщиною майже пів дюйма (11,7 мм), але все ще може обробляти лише 380А. Для 1000A вам знадобиться провід набагато товщі - як ви могли собі уявити, він би не прикріплювався до телефону дуже добре!

Менше значить більше

Часто пристрої та їх адаптери відповідають за призначенням. Адаптер був «налаштований» на роботу з певним діапазоном струму, і використання його при набагато меншому струмі, ніж те, для чого він був призначений, може зробити його набагато менш ефективним або навіть пошкодити адаптер з часом.

Струм небезпечний

Хоча джерело високого струму не обов'язково означає, що кожен струм буде протікати по лінії, є випадки, коли навіть можливість забезпечення високих струмів може бути дуже небезпечною. Більшість адаптерів напруги, високий струм чи ні, використовують певну форму індуктора - це допомагає зменшити «удари» при перетворенні від змінного струму в постійний струм. Один із способів думати про індуктори - це те, що вони додають "інерцію" до струму, що робить швидкі зміни дуже важкими. Адаптер може працювати безпечно при сильному струмі під час його правильного використання, але якщо штепсельна вилка раптово витягнута з пристрою, струм 1000А буде продовжувати «проштовхуватися» через роз'єм індуктором, викликаючи небезпеку (хоча і коротку -живий) сильний іскровий струм високої напруги.

Навіть без індуктивності, якби адаптер повинен був бути короткий водою, металом або іншою речовиною низької стійкості, отриманий струм був би досить потужним, щоб миттєво зварювати, кип'ятити або спалити все, до чого він торкався. Лизання кінця цього дроту може дуже добре вбити вас. Зробити ланцюг високого струму безпечним набагато складніше, ніж ланцюг низького струму, а значить, і значно дорожче.

12В адаптер, що може джерело 1000А, повинен бути підключений щонайменше до джерела живлення 120В 100А або до 240В 50А, в будь-якому випадку набагато більше, ніж може поставити ваша розетка.

Все це. Найпростіший приклад - кабель повинен обробляти 5000 Амп. Це буде масивний кабель. Я не маю на увазі настільки товсту, як ваша рука чи нога, це гірше.

Як і все інше, більша потужність більша, дорожча, а складові частини дорожчі. Ще один елемент напругою 12 В - це кількість пульсацій (змінного компонента) живлення постійного струму. Отже, як і будь-що інше, існує ряд елементів, які роблять рішення про живлення та вибір складнішими.

відповідь дуже проста, просто внутрішній резистор адаптера я даю вам приклад 1-розімкнутий ланцюг (без струму) тільки вольтахе вашого адаптера

2-випадок 5A: теоретично ви отримуєте 5А, якщо у вас є навантаження 2,4 Ом I = V / RI = 12 / 2,4 = 5А з моїм моделюванням, я отримав 4.998, що близько до 5А, але навантаження є внутрішнім резистором, який становить 2,4 ом

3-теоретично 1000A ви отримуєте 5A, якщо у вас є навантаження 0,012ohm I = V / RI = 12 / 0,012 = 1000A, що є внутрішнім резистором для такого внутрішнього резистора, у вас повинен бути реактор, а не адаптер :)

**

незалежно від того, яка полярність адаптера, відношення буде таким самим l I l = lvl / R, наприклад, якщо у нас є трансформатор ((у більшості адаптера є трансформатор всередині)), ніж впевнений, що у нас є струм змінного струму, тобто полярність буде змінена, але внутрішній опір буде однаковим (без змін), і це вплине на струм, якщо ви хочете зробити невеликий внутрішній опір, у вас повинен бути великий трансформатор з великим діаметром на його котушці, щоб зробити наскільки можливий невеликий опір, тим чим більший трансформатор (адаптер), тим менший опір і ефективний адаптер

Я кажу про внутрішній опір, якщо це адаптер постійного струму (акумулятор електрохімічного елемента), але якщо це змінного струму (трансформатор і генератор), це буде імпеданс