Внутри зарядки: почему все устройства заряжаются по-разному?

Можно взять вашу зарядку? Осторожно: даже если разъем одинаковый, зарядное устройство одного гаджета может не подойти аккумулятору другого. Почему так сложилось? Рассказываем в материале.

Для чего нужен адаптер зарядного устройства?

Стандартная европейская домашняя розетка выдает переменный ток напряжением 220 Вольт. Для того, чтобы безопасно и эффективно зарядить аккумулятор смартфона, нужен не переменный ток, который постоянно меняет направление, а постоянный. К тому же, он должен быть намного меньшего напряжения. Поэтому мы не подключаем аккумуляторы напрямую к розетке, а используем зарядные устройства с адаптерами переменного тока.

Обычно аккумулятор, питающий смартфон, выдает напряжение 3,8-4 В. Чтобы зарядить этот аккумулятор, нужно приложить к нему напряжение чуть большей мощности. Зарядные устройства от телефонов питают аккумуляторы напряжением 5 В.

Как из 220 В переменного тока получить 5 В постоянного?

Адаптер переменного тока состоит из трех основных компонентов: трансформатора, выпрямителя и электронного фильтра.

Трансформатор преобразует ток высоковольтного напряжения, который подается от электрической розетки, в низкое напряжение, подходящее для устройства. Затем выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный.

Электронный фильтр нужен для того, чтобы сгладить пульсации выходного напряжения и привести среднее значение выходного напряжения к необходимому. Также благодаря фильтру устройство не выйдет из строя, если случится резкий скачок напряжения в сети.

Чем отличаются разные виды адаптеров?

Зарядные устройства делятся на импульсные и линейные. Оба типа преобразуют переменный ток в постоянный, но отличие — в пути, который проходит ток.

Их используют там, где нет дорогостоящих электронных компонентов и сложных микросхем, например для зарядки LED-светильников (налобных фонариков или гирлянд) или электроинструмента такого как шуруповерты и электрические отвертки.

В линейном адаптере сетевое напряжение проходит сначала через трансформатор, который преобразует переменный ток в постоянный ток высокой частоты. Затем напряжение подается в выпрямитель, проходит через стабилизатор и фильтр.

В импульсном адаптере преобразование тока сложнее. На входе стоит сетевой фильтр, который сглаживает высокочастотные колебания сети. Затем — сглаживающий фильтр, который выпрямляет синусоиду. Полученное на его выходе напряжение подается в инвертор, где преобразуется в положительные и отрицательные импульсы высокой частоты от 10 до 50 кГц. Именно поэтому такие устройства называются импульсными. Эти импульсы также проходят через трансформатор и выпрямитель, на выходе из которого остаются только положительные импульсы. В итоге выходной фильтр формирует требуемое постоянное напряжение.

Как правило, для современных гаджетов используют импульсные зарядные устройства.

Что лучше — линейные или импульсные адаптеры?

Большой недостаток линейных адаптеров для гаджетов — они очень сильно нагреваются и тратят эту энергию впустую. Большинство адаптеров для современных устройств — импульсные. Они не настолько тяжелые и громоздкие, как линейные, меньше нагреваются и экономнее преобразуют электроэнергию (до 98% энергоэффективности!). Современные импульсные адаптеры могут принимать ток разного напряжения: их можно использовать как с американской или японской розеткой на 110 В, так и с европейской на 220 В. Плюс, благодаря более последовательному преобразованию тока они продлевают срок службы аккумулятора.

Рост мощности устройств влечет за собой увеличение объема зарядного устройства.

Почему блоки зарядки все еще большие?

Современные гаджеты становятся все более мощными и функциональными. Повышение вычислительной мощности и скорости работы требует использования более мощных компонентов и, соответственно, увеличения размеров электрических плат, что влечет за собой бОльшие энергопотери, пока токи бегают между элементами платы. Поэтому приходится повышать питающее напряжение. А чтобы компоненты и провода не перегревались, используют более крупные компоненты и толстые провода, ведь сопротивление проводника уменьшается при увеличении его сечения, а значит и уменьшается нагрев. Так что зарядное устройства для аккумулятора ноутбука, принимающего около 60 В, заметно больше, чем зарядка телефона на 5 В.

Комментарии 0
Авторизуйтесь , чтобы оставить комментарий

Стань частью сообщества Атомариум!

Зарегистрируйся чтобы получить 350 приветственных
баллов и открыть полный доступ к курсам,
тренажерам и конкурсам.