محول التيار المتردد


محول التيار المتردد أو محول التيار المتردد/المستمر (يُسمى أيضًا شاحن الحائط ، أو محول الطاقة ، أو بشكل غير رسمي محول الحائط ، أو في بعض التكوينات، وحدة الطاقة ) [ 1 ] هو نوع من مصادر الطاقة الخارجية ، وغالبًا ما يكون مُغلفًا بغلاف مشابه لقابس التيار المتردد . [ 2 ] تُزود محولات التيار المتردد الأجهزة التي تفتقر إلى مكونات داخلية لسحب الجهد والطاقة من مصدر الطاقة الرئيسي بالطاقة الكهربائية . غالبًا ما تكون الدوائر الداخلية لمصدر الطاقة الخارجي مشابهة جدًا للتصميم المستخدم في مصادر الطاقة الداخلية.
عند استخدامها مع المعدات التي تعمل بالبطارية ، تقوم المحولات عادةً بشحن البطارية بالإضافة إلى تزويد المعدات بالطاقة.
إلى جانب الاستغناء عن الحاجة إلى مصادر طاقة داخلية، توفر المحولات مرونةً كبيرة: إذ يمكن للجهاز أن يستمد طاقته من مصدر تيار متردد 120 فولت أو 230 فولت، أو من بطارية السيارة، أو بطارية الطائرة، وذلك ببساطة باستخدام محولات مختلفة . كما تُعدّ السلامة ميزةً أخرى، حيث يتم تحويل التيار الكهربائي الخطير 120 أو 240 فولت إلى جهد أقل وأكثر أمانًا عند مأخذ الحائط قبل وصوله إلى الجهاز الذي يستخدمه المستخدم.
أنماط التشغيل
في الأصل، كانت معظم محولات التيار المتردد/المستمر عبارة عن مصادر طاقة خطية ، تحتوي على محول لتحويل جهد التيار الكهربائي الرئيسي إلى جهد أقل، ومقوم لتحويله إلى تيار مستمر نابض ، ومرشح لتنعيم شكل الموجة النابضة إلى تيار مستمر، مع تباينات تموج متبقية صغيرة بما يكفي لعدم التأثير على الجهاز المُشغَّل. كان حجم الجهاز ووزنه يتحددان إلى حد كبير بالمحول، والذي بدوره يتحدد بقدرة الخرج وتردد التيار الكهربائي الرئيسي . كانت القدرات التي تتجاوز بضعة واط تجعل الأجهزة كبيرة جدًا وثقيلة بحيث لا يمكن تثبيتها فعليًا على مقبس الحائط. كان جهد خرج هذه المحولات يتغير بتغير الحمل؛ وللأجهزة التي تتطلب جهدًا أكثر استقرارًا، تمت إضافة دوائر تنظيم الجهد الخطي . كانت الخسائر في المحول ومنظم الجهد الخطي كبيرة؛ وكانت الكفاءة منخفضة نسبيًا، وتبددت طاقة كبيرة على شكل حرارة حتى عند عدم تشغيل أي حمل.
في مطلع القرن الحادي والعشرين، أصبحت مصادر الطاقة ذات الوضع المُبدَّل (SMPSs) شائعة الاستخدام لهذا الغرض نظرًا لصغر حجمها وخفة وزنها مقارنةً بقدرتها على إخراج الطاقة. يتم تقويم جهد التيار الكهربائي الرئيسي إلى جهد مستمر عالٍ لتشغيل دائرة تبديل، تحتوي على محول يعمل بتردد عالٍ ويُخرج تيارًا مستمرًا بالجهد المطلوب. يسهل ترشيح تموج التردد العالي مقارنةً بتردد التيار الكهربائي الرئيسي. يسمح التردد العالي بتصغير حجم المحول، مما يقلل من فقد الطاقة فيه؛ كما يمكن أن يكون منظم التبديل أكثر كفاءة من منظم الجهد الخطي. والنتيجة هي جهاز أكثر كفاءة وأصغر حجمًا وأخف وزنًا. يتم ضمان السلامة، كما هو الحال في الدائرة الخطية القديمة، لأن المحول لا يزال يوفر عزلًا كهربائيًا . [ 3 ]
يجب تصميم الدائرة الخطية لنطاق ضيق ومحدد من جهد الإدخال (على سبيل المثال، 220-240 فولت تيار متردد) ويجب أن تستخدم محولًا مناسبًا للتردد (عادةً 50 أو 60 هرتز)، ولكن يمكن لمصدر الطاقة ذي الوضع المبدل أن يعمل بكفاءة على نطاق واسع جدًا من الفولتية والترددات؛ ستتعامل وحدة واحدة بجهد 100-240 فولت تيار متردد مع أي مصدر طاقة رئيسي تقريبًا في العالم.
لا توفر العديد من محولات التيار المتردد الرخيصة ذات الوضع التبديل ترشيحًا أو حماية كافية للتداخل الكهرومغناطيسي الذي تولده. ونظرًا لطبيعة هذه التصاميم عالية السرعة والطاقة، فإنه عند عدم تطبيق هذه الإجراءات الوقائية، يمكن توليد توافقيات عالية الطاقة نسبيًا، وبثها، في نطاق ترددات الراديو. عادةً ما تتناقص كمية طاقة الترددات الراديوية مع التردد؛ فعلى سبيل المثال، قد يكون التداخل قويًا في نطاق بث الموجة المتوسطة (AM في الولايات المتحدة) في منطقة الميغاهرتز الواحد، بينما قد يكون التداخل في نطاق بث FM حول 100 ميغاهرتز أقل بكثير. وتُعد المسافة عاملًا مهمًا؛ فكلما اقترب التداخل من جهاز استقبال الراديو، زادت شدته. حتى استقبال شبكة الواي فاي في نطاق الغيغاهرتز قد يتدهور إذا كانت هوائيات الاستقبال قريبة جدًا من محول التيار المتردد المُشع. ويمكن تحديد ما إذا كان التداخل ناتجًا عن محول تيار متردد معين ببساطة عن طريق فصل المحول المشتبه به ومراقبة مقدار التداخل المُستقبل في نطاق الراديو المُسبب للمشكلة. في بيئة منزلية أو تجارية حديثة، قد يكون هناك العديد من محولات التيار المتردد قيد الاستخدام؛ في مثل هذه الحالة، افصلها جميعًا، ثم أعد توصيلها واحدًا تلو الآخر حتى يتم العثور على المتسبب أو المتسببين.
تقليديًا، كانت محولات الحائط توفر جهدًا ثابتًا. بالنسبة للأجهزة التي تعمل عبر منفذ USB، يكون هذا الجهد 5 فولت. لاحقًا، بدأت بروتوكولات شحن البطاريات ، مثل Quick Charge من كوالكوم و USB Power Delivery، بالسماح للأجهزة المشحونة بطلب جهود مختلفة تناسب احتياجاتها، وعادةً ما تكون جهودًا أعلى لزيادة الطاقة دون تسخين أسلاك النحاس في كابل USB. في السابق، كانت تقنيتا SuperCharge من هواوي وDash Charge من ون بلس تعملان بالعكس، حيث تطلبان جهدًا أقل قليلًا ليتوافق مباشرةً مع جهد البطارية داخل الهاتف الذكي، فلا يحدث أي تغيير في الجهد داخل الهاتف، مما يقلل من ارتفاع درجة حرارته. وقد تطلب ذلك استخدام كابلات USB خاصة بأسلاك نحاسية أكثر سمكًا. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
في أوائل العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين، أدى استخدام نتريد الغاليوم بدلاً من السيليكون في محولات الطاقة الجدارية إلى زيادة قدرتها الكهربائية مع الحفاظ على نفس الحجم، مما جعل هذه المحولات الصغيرة قادرة على تشغيل بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة، وليس فقط الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. وقد تأخر إنتاج شواحن نتريد الغاليوم بسبب تكلفتها الباهظة، وانخفاض الطلب على تقنية الشحن السريع مقارنةً بما أصبح عليه بعد عام 2020. [ 8 ]
المزايا

تُستخدم محولات التيار المتردد الخارجية على نطاق واسع لتشغيل الأجهزة الإلكترونية الصغيرة أو المحمولة. وتشمل مزاياها ما يلي:
- السلامة – تُغني محولات الطاقة الخارجية مصممي المنتجات عن القلق بشأن بعض مسائل السلامة. فمعظم هذه الأجهزة تستخدم فولتيات منخفضة بما يكفي لعدم تشكيل أي خطر داخلي، على الرغم من أن مصدر الطاقة الرئيسي يستخدم بالضرورة فولتية التيار الكهربائي الخطرة. عند استخدام مصدر طاقة خارجي (عادةً عبر موصل طاقة، غالباً من النوع المحوري )، لا داعي لتصميم الجهاز مع مراعاة الفولتيات الخطرة داخل الغلاف. وهذا مهم بشكل خاص للأجهزة ذات الأغلفة خفيفة الوزن التي قد تنكسر وتُعرّض الأجزاء الكهربائية الداخلية للخطر.
- خفض الحرارة - تقلل الحرارة من موثوقية المكونات الإلكترونية وعمرها الافتراضي، وقد تتسبب في عدم دقة الدوائر الحساسة أو تعطلها. يعمل مصدر الطاقة المنفصل على إزالة مصدر الحرارة من الجهاز.
- تقليل الضوضاء الكهربائية - نظرًا لأن الضوضاء الكهربائية المشعة تتناقص مع مربع المسافة، فمن مصلحة الشركة المصنعة تحويل طاقة التيار المتردد التي يحتمل أن تكون صاخبة أو طاقة السيارات إلى تيار مستمر "نظيف" ومُرشح في محول خارجي، على مسافة آمنة من الدوائر الحساسة للضوضاء.
- تقليل الوزن والحجم - إن إزالة مكونات الطاقة وقابس توصيل التيار الكهربائي من المعدات التي تعمل بالبطاريات القابلة لإعادة الشحن يقلل من الوزن والحجم الذي يجب حمله.
- سهولة الاستبدال - تُعدّ وحدات التغذية الكهربائية أكثر عرضةً للتلف من الدوائر الإلكترونية الأخرى نظرًا لتعرضها لتقلبات مفاجئة في التيار الكهربائي وتوليدها حرارة زائدة . ويمكن للمستخدم استبدال وحدات التغذية الخارجية بسرعة دون الحاجة إلى إصلاح الجهاز.
- تعدد استخدامات التكوين - يمكن استخدام المنتجات الإلكترونية التي تعمل بالطاقة الخارجية مع مصادر طاقة مختلفة حسب الحاجة (مثل 120 فولت تيار متردد، 240 فولت تيار متردد، 12 فولت تيار مستمر، أو حزمة بطارية خارجية)، للاستخدام المريح في الميدان، أو عند السفر.
- تبسيط إدارة مخزون المنتجات وتوزيعها واعتمادها - يجب أن يعمل المنتج الإلكتروني المُباع والمستخدم دوليًا من مصادر طاقة متنوعة، وأن يستوفي لوائح سلامة المنتجات في العديد من الدول، مما يتطلب عادةً شهادات اعتماد مكلفة من هيئات السلامة الوطنية أو الإقليمية مثل مختبرات Underwriters Laboratories (UL) أو TÜV . يمكن استخدام نسخة واحدة من الجهاز في أسواق متعددة، مع تلبية متطلبات الطاقة المختلفة بواسطة مصادر طاقة خارجية مختلفة، بحيث لا يلزم تصنيع وتخزين واختبار سوى نسخة واحدة من الجهاز. في حال تعديل تصميم الجهاز بمرور الوقت (وهو أمر شائع)، لا يلزم إعادة اختبار تصميم مصدر الطاقة نفسه (والعكس صحيح).
- يتم توليد جهد ثابت بواسطة نوع معين من المحولات المستخدمة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والمكتبية . وتُعرف هذه الأنواع من المحولات باسم "محولات الجهد".
مشاكل
أظهر استطلاع رأي للمستهلكين استياءً واسع النطاق من تكلفة محولات الطاقة المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية، وما يصاحبها من إزعاج وإهدار للطاقة. [ 9 ]
كفاءة
أصبحت مشكلة عدم كفاءة بعض مصادر الطاقة معروفة على نطاق واسع، حيث وصفها الرئيس الأمريكي جورج دبليو بوش عام 2001 بأنها "مصاصو طاقة". [ 10 ] ويجري سنّ تشريعات في الاتحاد الأوروبي وعدد من الولايات الأمريكية للحد من مستوى الطاقة المهدرة من قِبل بعض هذه الأجهزة. وتشمل هذه المبادرات الطاقة الاحتياطية ومبادرة الواط الواحد .
لكن آخرين جادلوا بأن هذه الأجهزة غير الفعالة منخفضة الطاقة، على سبيل المثال، الأجهزة المستخدمة لشواحن البطاريات الصغيرة ، لذلك حتى لو كانت كفاءتها منخفضة، فإن كمية الطاقة التي تهدرها أقل من 1٪ من استهلاك الطاقة الكهربائية المنزلية.
بالنظر إلى الكفاءة الإجمالية لمصادر الطاقة للأجهزة الإلكترونية الصغيرة، وجد تقرير صدر عام 2002 أن كفاءة مصادر الطاقة القديمة القائمة على محولات خطية تعمل بتردد التيار الكهربائي تتراوح بين 20 و75%، مع وجود فقد كبير للطاقة حتى عند تشغيلها دون تزويدها بالطاقة. أما مصادر الطاقة ذات الوضع المبدل (SMPSs) فهي أكثر كفاءة بكثير؛ إذ يمكن أن تصل كفاءة التصميم الجيد إلى 80-90%، كما أنها أصغر حجمًا وأخف وزنًا. في عام 2002، كانت معظم محولات الطاقة الخارجية القابلة للتوصيل، والتي تُستخدم عادةً مع الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية منخفضة الطاقة ، ذات تصميم خطي، بالإضافة إلى مصادر الطاقة المدمجة في بعض الأجهزة.
عادةً ما تُترك مصادر الطاقة الخارجية موصولةً بالكهرباء حتى عند عدم استخدامها، وتستهلك ما بين بضعة واط إلى 35 واط من الطاقة في هذه الحالة. وخلص التقرير إلى أنه يمكن توفير حوالي 32 مليار كيلوواط ساعة (kWh) سنويًا، أي ما يعادل 1% تقريبًا من إجمالي استهلاك الطاقة الكهربائية، في الولايات المتحدة عن طريق استبدال جميع مصادر الطاقة الخطية (بمتوسط كفاءة 40-50%) بتصاميم تبديل متطورة (بكفاءة 80-90%)، واستبدال مصادر التبديل القديمة (بكفاءة أقل من 70%) بتصاميم متطورة (بكفاءة 80% على الأقل)، وخفض استهلاك الطاقة في وضع الاستعداد إلى ما لا يزيد عن 1 واط. [ 11 ]
منذ نشر التقرير، حلت وحدات التغذية الكهربائية ذات الوضع المبدل (SMPSs) محل وحدات التغذية الخطية إلى حد كبير، حتى في محولات الطاقة الجدارية. وقدّر تقرير عام 2002 أن 6% من الطاقة الكهربائية المستخدمة في الولايات المتحدة تمر عبر وحدات التغذية الكهربائية (باستثناء محولات الطاقة الجدارية). وذكر الموقع الإلكتروني الذي نُشر عليه التقرير في عام 2010 أنه على الرغم من انتشار وحدات التغذية الكهربائية ذات الوضع المبدل، فإن "وحدات التغذية الكهربائية الحالية تستهلك ما لا يقل عن 2% من إجمالي إنتاج الكهرباء في الولايات المتحدة. ويمكن لتصميمات وحدات التغذية الكهربائية الأكثر كفاءة أن تخفض هذا الاستهلاك إلى النصف". [ 12 ]
بما أن الطاقة الكهربائية المهدرة تُطلق على شكل حرارة ، فإن مصدر الطاقة غير الفعال يكون ساخنًا عند لمسه، وكذلك الحال بالنسبة للمصدر الذي يهدر الطاقة دون وجود حمل كهربائي. وتُشكل هذه الحرارة المهدرة مشكلة بحد ذاتها في الطقس الحار، إذ قد يتطلب الأمر استخدام مكيفات هواء إضافية لمنع ارتفاع درجة الحرارة، بل وحتى لإزالة الحرارة الزائدة من مصادر الطاقة الكبيرة.
محولات طاقة عالمية


قد تتعطل محولات الطاقة الخارجية، أو قد تنفصل عن الجهاز الذي صُممت لتشغيله. ونتيجةً لذلك، يوجد سوقٌ لمحولات الطاقة البديلة. يجب أن يتطابق البديل مع جهد الإدخال والإخراج، وأن يطابق أو يتجاوز قدرة التيار، وأن يكون مزودًا بموصلٍ متوافق. تفتقر العديد من المنتجات الكهربائية إلى معلوماتٍ كافية حول مصدر الطاقة المطلوب، لذا يُنصح بتسجيل مواصفات مصدر الطاقة الأصلي مسبقًا، لتسهيل استبداله في حال فقدانه لاحقًا. كما أن وضع ملصقاتٍ دقيقة على محولات الطاقة يُقلل من احتمالية حدوث خطأ قد يُؤدي إلى تلف الجهاز.
تتيح بعض وحدات التغذية البديلة "العالمية" إمكانية تبديل جهد الخرج وقطبيته لتتوافق مع مجموعة واسعة من الأجهزة. [ 13 ] مع ظهور وحدات التغذية ذات الوضع التبديل، أصبحت المحولات التي تعمل مع أي جهد من 110 إلى 240 فولت تيار متردد متاحة على نطاق واسع؛ في السابق، كانت تُستخدم إصدارات 100-120 فولت تيار متردد أو 200-240 فولت تيار متردد. كما تتوفر محولات يمكن استخدامها مع طاقة المركبات والطائرات (انظر EmPower ) . [ 14 ]
تُعدّ موصلات X رباعية الاتجاه أو موصلات النجمة سداسية الاتجاه ، والمعروفة أيضًا باسم موصلات العنكبوت ، شائعةً في وحدات التزويد بالطاقة العامة، نظرًا لتعدد أحجام وأنواع المقابس. كما توفر وحدات التزويد بالطاقة البديلة الأخرى إمكانية تغيير موصل الطاقة، مع توفر ما بين أربعة إلى تسعة بدائل مختلفة عند شرائها كمجموعة. يُتيح ذلك إمكانية تجميع العديد من التكوينات المختلفة لمحولات التيار المتردد، دون الحاجة إلى اللحام. وتُقدم شركة فيل مور وغيرها من العلامات التجارية المنافسة محولات تيار متردد مماثلة بموصلات قابلة للتبديل.
قد لا يكون الملصق الموجود على وحدة التغذية الكهربائية دليلاً موثوقاً للجهد الفعلي الذي توفره في ظل ظروف التشغيل المختلفة. فالعديد من وحدات التغذية منخفضة التكلفة " غير منظمة "، حيث يتغير جهدها بشكل ملحوظ مع تغير الحمل. فإذا كان الحمل خفيفاً، فقد تُخرج جهداً أعلى بكثير من الجهد الاسمي المذكور على الملصق، مما قد يُلحق الضرر بالحمل. أما إذا كان الحمل ثقيلاً، فقد ينخفض جهد الخرج بشكل ملحوظ، وفي بعض الحالات قد ينخفض كثيراً عن الجهد الاسمي المذكور على الملصق حتى ضمن التيار المقنن، مما قد يتسبب في تعطل الجهاز أو تلفه. وتتميز وحدات التغذية المزودة بمنظمات جهد خطية (مقارنةً بالمنظمات التبديلية) بأنها ثقيلة وكبيرة الحجم وباهظة الثمن.
تتميز وحدات التغذية الحديثة ذات الوضع التبديل (SMPS) بصغر حجمها وخفة وزنها وكفاءتها العالية. فهي توفر جهدًا أكثر ثباتًا من وحدات التغذية غير المنظمة، بغض النظر عن تغير جهد الدخل وتيار الحمل. عند طرحها في السوق، كانت أسعارها مرتفعة، ولكن مع بداية القرن الحادي والعشرين، انخفضت أسعار مكونات الوضع التبديل إلى درجة سمحت حتى لوحدات التغذية الرخيصة باستخدام هذه التقنية، مما وفر تكلفة محول التردد الرئيسي الأكبر حجمًا والأثقل وزنًا.
محولات الاستشعار التلقائي
تقوم بعض المحولات العالمية بضبط جهد الخرج والتيار الأقصى تلقائيًا وفقًا لنوع رأس التوصيل المُركّب من بين مجموعة رؤوس التوصيل القابلة للتبديل؛ وتتوفر رؤوس توصيل مُلائمة لتزويد العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة المحمولة بالطاقة المناسبة. قد تستخدم رؤوس توصيل مختلفة نفس الموصل، ولكنها تُزوّد طاقة مختلفة تلقائيًا؛ من الضروري استخدام رأس التوصيل المناسب للجهاز المراد تشغيله، ولكن لا يحتاج المستخدم إلى ضبط أي مفتاح بشكل صحيح. وقد أتاح ظهور مصادر الطاقة ذات الوضع التبديل للمحولات العمل مع أي مصدر تيار متردد رئيسي من 100 إلى 240 فولت باستخدام قابس مناسب؛ كما يمكن دعم التشغيل من مصادر التيار المستمر القياسية 12 فولت في المركبات والطائرات. وباستخدام المحول والملحقات ورؤوس التوصيل المناسبة، يُمكن تشغيل مجموعة متنوعة من المعدات من أي مصدر طاقة تقريبًا.
مزيل البطارية

محول الطاقة الذي يعمل بالبطارية هو محول مصمم للسماح بتشغيل جهاز مصمم للعمل بالبطارية، مثل الراديو، من مأخذ التيار المتردد. [ 15 ]
استخدمت جميع أجهزة الراديو، باستثناء أجهزة الراديو البلورية ، بطاريات الصمامات المفرغة غير العملية والفوضوية حتى منتصف إلى أواخر عشرينيات القرن العشرين. وأصبحت أجهزة إزالة البطاريات التي تُوصل بمقابس الإضاءة شائعة جدًا. [ 16 ] أنتجت شركة إدوارد إس. روجرز الأب أولى الوحدات التجارية عام 1925 كمكمل لخط إنتاجها من أجهزة الراديو التي لا تحتاج إلى بطاريات . [ 17 ] وكانت شركة جالفين للتصنيع (التي عُرفت لاحقًا باسم موتورولا ) من أوائل الشركات التي أنتجت أجهزة إزالة البطاريات، وقد افتتحها بول جالفين وشقيقه جوزيف إي. جالفين في 25 سبتمبر 1928. [ 18 ] أصبحت أجهزة إزالة البطاريات قديمة الطراز بالنسبة لأجهزة الراديو بعد أن قدمت شركة آر سي إيه صمامات التيار المتردد عام 1927، مما مكّن أجهزة الاستقبال من التوصيل بالكهرباء المنزلية . وسرعان ما تبنت الصناعة صمامات التيار المتردد، واضطرت الشركات التي بدأت بتصنيع هذا المنتج حصريًا، مثل فيلكو، إلى التحول سريعًا إلى تصنيع أجهزة الراديو للبقاء في السوق. [ 16 ]
شاحن كمبيوتر محمول
في أجهزة الكمبيوتر المحمولة الأولى ، كانت وحدات تزويد الطاقة داخلية كما هو الحال في أجهزة الكمبيوتر المكتبية . ولتسهيل الحمل من خلال توفير المساحة المادية وتقليل الوزن، تم نقل وحدات تزويد الطاقة إلى الخارج. [ 19 ]
عند تشغيل جهاز كمبيوتر محمول أثناء إعادة شحنه، تستخدم الدوائر المتكاملة المسؤولة عن الشحن الطاقة المتبقية في وحدة تزويد الطاقة . وهذا يسمح بتزويد مكونات الجهاز بالطاقة أثناء الاستخدام مع الحفاظ على سرعة شحن ثابتة دون أي تأثير على الأداء.
استخدام منفذ USB
أصبح موصل USB (والجهد الكهربائي الخاص به) معيارًا فعليًا في محولات التيار المتردد منخفضة الطاقة للعديد من الأجهزة المحمولة. بالإضافة إلى تبادل البيانات الرقمية التسلسلي ، يوفر معيار USB أيضًا طاقة 5 فولت تيار مستمر ، تصل إلى 500 مللي أمبير ( 900 مللي أمبير عبر USB 3.0). صُممت العديد من الملحقات (" أجهزة USB الصغيرة ") للاتصال بمنفذ USB فقط لتوفير طاقة التيار المستمر وليس لتبادل البيانات. أصدر منتدى مطوري USB في مارس 2007 مواصفات شحن بطاريات USB التي تُحدد "...الحدود، بالإضافة إلى آليات الكشف والتحكم والإبلاغ للسماح للأجهزة بسحب تيار يتجاوز مواصفات USB 2.0 للشحن...". [ 20 ] صُممت المراوح الكهربائية والمصابيح وأجهزة الإنذار وسخانات القهوة وشواحن البطاريات، وحتى الألعاب، لتستمد الطاقة من موصل USB. تتوفر محولات التوصيل المزودة بمنافذ USB على نطاق واسع لتحويل طاقة 120 فولت تيار متردد أو 240 فولت تيار متردد أو طاقة السيارات 12 فولت تيار مستمر إلى طاقة USB 5 فولت تيار مستمر (انظر الصورة على اليمين).
أدى الاتجاه نحو الأجهزة الإلكترونية الأكثر إحكاما إلى تحول نحو موصلات micro-USB و mini-USB ، والتي تتوافق كهربائياً في وظيفتها مع موصل USB الأصلي ولكنها أصغر حجماً.
في عام 2012، تم اقتراح مواصفات توصيل الطاقة عبر منفذ USB لتوحيد توصيل ما يصل إلى 100 واط (تمت زيادتها إلى 240 واط في عام 2021)، وهو أمر مناسب للأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعتمد عادة على محولات خاصة.
المعايير
نشر الاتحاد الدولي للاتصالات التوصية ITU-T L.1000 بعنوان "حل محول الطاقة والشاحن العالمي للأجهزة المحمولة وغيرها من أجهزة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات المحمولة باليد "، والتي تحدد شاحنًا مشابهًا في معظم جوانبه لشاحن اقتراح GSMA/OMTP ولمصدر الطاقة الخارجي الأوروبي المشترك . وقد تم توسيع وتحديث توصية الاتحاد الدولي للاتصالات في يونيو 2011. [ 21 ] ويُؤمل أن يُسهم ذلك في الحد بشكل ملحوظ من انتشار محولات الطاقة غير القابلة للتبديل.
حدد الاتحاد الأوروبي معيارًا موحدًا لمصدر طاقة خارجي للهواتف الذكية المزودة بتقنية نقل البيانات، والتي بدأت مبيعاتها في عام 2010، بهدف استبدال مصادر الطاقة الاحتكارية غير المتوافقة، والحد من الهدر بتقليل عدد مصادر الطاقة المصنعة. توفر مصادر الطاقة المتوافقة جهدًا مستمرًا قدره 5 فولت عبر منفذ micro-USB، مع نطاق جهد دخل مفضل يتراوح بين 90 و264 فولت تيار متردد.
في عام 2006، اقترح لاري بيج ، أحد مؤسسي جوجل ، معيارًا بجهد 12 فولت وتيار يصل إلى 15 أمبير لجميع الأجهزة تقريبًا التي تتطلب محولًا خارجيًا، مع تزويد المباني الجديدة بأسلاك تيار مستمر بجهد 12 فولت ، مما يجعل دوائر محول التيار المتردد إلى التيار المستمر الخارجية غير ضرورية. [ 22 ] [ 23 ]
لقد وضعت اللجنة الكهروتقنية الدولية معيارًا لإمدادات الطاقة القابلة للتبديل لأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وهو IEC 62700 (الاسم الكامل "المواصفات الفنية للجنة الكهروتقنية الدولية 62700: مصدر طاقة التيار المستمر لأجهزة الكمبيوتر المحمولة")، والذي تم نشره في 6 فبراير 2014.
انظر أيضاً
- يصف مصطلح "مقابس ومآخذ الطاقة المترددة" مصادر الطاقة المعتادة لمحول التيار المتردد.
- محول
- يغطي موصل الطاقة المحوري نطاقًا واسعًا من موصلات الطاقة المحورية للتيار المستمر المستخدمة.
- يصف مصدر الطاقة الخارجي الشائع معايير شواحن بطاريات الهواتف المحمولة.
- مرشح إلكتروني
- خرزة الفريت
- MagSafe ، سلسلة من موصلات الطاقة الخاصة بشركة Apple
- ترانزستور MOSFET للطاقة ، يستخدم على نطاق واسع في معظم محولات التيار المتردد للأجهزة المحمولة. [ 24 ]
- يشير مصطلح "مصدر الطاقة" إلى أنواع أخرى من مصادر الطاقة.
- وحدة تزويد الطاقة (للحاسوب) (PSU)، وهي ما يعادل محول التيار المتردد في أجهزة الكمبيوتر المكتبية .
- موجة جيبية نقية
- المقوم ، وهو جهاز كهربائي يحول التيار المتردد (AC) إلى تيار مستمر (DC).
- تطبيقات إمداد الطاقة ذات الوضع المبدل (SMPS)
- طاقة USB — يصف معايير USB لتوصيل طاقة التيار المستمر للأجهزة المتصلة.
- محول طاقة عالمي للأجهزة المحمولة
مراجع
- ↑ "تعريف محول الطاقة" . PCMAG . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-06-2023 .
- ↑ بروير، دينيس سي؛ بروير، بول أ. (2006-12-06). توصيل منزلك الرقمي للمبتدئين . جون وايلي وأولاده. ISBN 978-0-470-10682-2.
- ^ مونتيريسي ، لوكا (2019-12-18). اختبار مصدر الطاقة بتبديل الوضع (أطروحة لوريا) (باللغة الإيطالية). بوليتكنيكو دي تورينو.
- ↑ تودوروف، نيك (8 أغسطس 2016). "كيف يعمل: الشحن السريع Dash Charge على هاتف OnePlus 3" . PhoneArena . تاريخ الاسترجاع: 27 فبراير 2025.
ينقل كل من Dash Charge وQuick Charge طاقة تصل إلى 15-20 واط تقريبًا، فلماذا يحتاج الأخير إلى كابل خاص؟ حسنًا، ذلك لأن التيار العالي في الدائرة الكهربائية يتطلب أسلاكًا أكثر سمكًا، بينما الجهد العالي لا يتطلب ذلك بنفس القدر. لهذا السبب، يعمل Qualcomm Quick Charge مع كابل USB عادي، بينما يتطلب Dash Charge الكابل السميك المرفق مع هاتف OnePlus 3.
- ↑ ليو، جيسيكا (24 فبراير 2025). " ما هو بروتوكول الشحن السريع - IETCHARGER - الشركة الصينية الرائدة في تصنيع الشواحن" . www.ietcharger.com
- ↑ "هواوي تكشف النقاب عن هاتفي Mate 10 وMate 10 Pro - المركز الإعلامي لهواوي" . هواوي . 16 أكتوبر 2017.
- ↑ "كيف تُحدث تقنية الشحن الفائق من هواوي ثورة في عالم الشحن؟ - بطاريات عالمية" . 23 فبراير 2025. تاريخ الاطلاع: 27 فبراير 2025.
تستخدم تقنية الشحن الفائق من هواوي نظام مضخة شحن خاص بها لتقسيم مدخلات الجهد العالي (مثل 10 فولت/4 أمبير) إلى مخرجات جهد أقل وتيار أعلى. هذا يقلل من فقد الطاقة على شكل حرارة مع تمكين نقل أسرع للإلكترونات.
- ↑ جيري هيلدنبراند (11 يونيو 2021). "شرح تقنية شحن GaN: لماذا تُعدّ هذه التقنية المتطورة للشحن بهذه القوة؟" . أندرويد سنترال . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 فبراير 2025.
ما أعاق استخدام GaN في السلع الاستهلاكية الرخيصة التي تُستخدم لمرة واحدة - وبالتأكيد، بالنسبة للشركات العالمية العملاقة التي تصنع أشياء مثل شواحن الهواتف، فهي مجرد سلع رخيصة تُستخدم لمرة واحدة - هو التكلفة. [...]
- ↑ موريسون، ديفيد. "استطلاع رأي يكشف عن ملل المستهلكين من محولات الطاقة الجدارية" . تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة . بنتون ميديا، إنك. مؤرشف من الأصل في 15 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 3 يونيو 2011 .
- ↑ بوش يستهدف "الثآليل الجدارية" (مؤرشف بتاريخ 13 نوفمبر 2007 في أرشيف الإنترنت - مقال من موقع إكستريم تك)
- ↑ كالويل، كريس وترافيس ريدر (2002)، مصادر الطاقة: فرصة خفية لتوفير الطاقة ، مجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية ، الصفحات 4-9. تم الاسترجاع في 19-02-2010.
- ↑ كفاءة مصادر الطاقة في الوضع النشط
- ↑ مجلة كمبيوتر تايمز: مراجعة عام 2006 لمحول تيار متردد عالمي مُرضٍ من طرف ثالث. مؤرشف بتاريخ 13 أكتوبر 2014 في أرشيف الإنترنت.
- ↑ أندرو كو (2 سبتمبر 2011). "محولات طاقة عالمية لأجهزة الكمبيوتر المحمولة المحمولة، والسيارات، والحائط" . تومز هاردوير .
- ↑ "ما تشتريه جوجل: تاريخ موتورولا الممتد لـ 83 عامًا من الاختراعات" . سي إن إن موني . مؤرشف من الأصل في 14 نوفمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يونيو 2023 .
- 1 2 راميريز، رون (1993). راديو فيلكو 1928-1942 (PDF) . أتجلين، بنسلفانيا: شيفر للنشر. ص 6-7 ، 10. ISBN 0-88740-547-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 ديسمبر 2024 .
- ↑ "ذكريات روجرز: سجل التميز والإنجاز" . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-06-2023 .
- ↑ "بدء العمل في شركة تصمم أول أجهزة راديو سيارات يتم إنتاجها بكميات كبيرة" . التاريخ . تم الاسترجاع في 25-06-2023 .
- ↑ "معرض: 25 عامًا من أجهزة الكمبيوتر المحمولة من توشيبا" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 يناير 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 نوفمبر 2020 .
- ↑ "معيار USB-IF يُحسّن إمكانيات شحن البطاريات بمواصفات جديدة" (ملف PDF) . ١٧ أبريل ٢٠٠٧. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ ٢٨ يوليو ٢٠١١. تاريخ الاطلاع: ٢١ فبراير ٢٠١١ .
- ↑ "حل عالمي لمحولات الطاقة والشواحن للأجهزة المحمولة وغيرها من أجهزة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات المحمولة باليد" . الاتحاد الدولي للاتصالات. 13 يونيو 2011. تاريخ الاسترجاع: 23 مارس 2013 .
- ↑ ماركوف، جون (26 سبتمبر 2006). "جوجل تسعى لزيادة كفاءة استهلاك الطاقة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية" . نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يونيو 2011 .
- ↑ ألتر، لويد. "جوجل تسعى لتحسين كفاءة استهلاك الطاقة في أجهزة الكمبيوتر؛ والنتيجة الجانبية: التخلص من محولات الطاقة الخارجية" . treehugger.com . شركة ديسكفري كوميونيكيشنز المحدودة. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يونيو 2011 .
- ^ ديكسون وارن ، سينجين (16 يوليو 2019). "محولات التيار المتردد: GaN، SiC أو Si؟" . إي إي تايمز . تم الاسترجاع في 21 ديسمبر 2019 .
روابط خارجية
- كيفية اختيار محول كهربائي مناسب لأجهزتك المنزلية الصغيرة، وكيفية التخلص منه
- مصادر الطاقة الخارجية (أرشيف بتاريخ 4 ديسمبر 2020 على موقع Wayback Machine) - معلومات Energy Star حول مواصفات واختبارات مصادر الطاقة الخارجية
- اختبار محولات الطاقة الكهربائية المترددة، بقلم جوناثان جوردون، كتاب إلكتروني مجاني على iTunes
- مصادر الطاقة
- إعادة الاستخدام
