DC 어댑터 : 왜 그렇게 적은 암페어가 아닌가?

12V에서 5A를 소비하는 장치가있는 경우 최소 5A를 제공 할 수있는 12V DC 어댑터를 사용할 수 있습니다.

모든 DC 어댑터에 많은 양의 앰프를 제공 할 수있는 기능이없는 이유는 무엇입니까? 모든 DC 어댑터가 예를 들어 1000A를 제공한다면 전압 값만 신경 쓰면됩니다.

너무 많은 앰프가 DC 어댑터를 부피가 크고 비효율적이거나 비싸게 만드나요?

DC 어댑터 (인덕터, 트랜지스터, 커패시터, 다이오드 등)를 구성하는 구성 요소는 모두 특정 전류 및 / 또는 소비 전력에 대해 정격입니다. 1000A를 처리 할 수있는 구성 요소와 5A를 처리 할 수있는 구성 요소는 비용, 크기 및 가용성면에서 크게 차이가 있습니다.

예를 들어 1000A 공급 장치와 5A 공급 장치에 사용될 수있는 인덕터를 살펴 보겠습니다.

가격 : 5A를 수행 할 수 있는 인덕터는 digikey에서 $ 0.17 이고 200A를 수행 할 수 있는 인덕터는 $ 400입니다.

크기 : 5A 인덕터는 5mmx5mm이고 200A 인덕터는 190mmx190mm입니다.

가용성 : Digikey는 5A를 처리 할 수있는 5,000 개 이상의 서로 다른 인덕터를 보유하고 있습니다. 200A 이상의 정격을 가진 제품조차 없었습니다. 100A 이상을 할 수있는 것은 7 개뿐입니다.

이제 일반적인 벽면 어댑터 에있는 모든 구성 요소에 대해이 실험을 반복하면 질문에 대한 답변을 신속하게 얻을 수 있습니다.

요약 : 각각 5A와 6A가 필요한 두 개의 장치가 있다면 수천 달러 범위의 비용으로 욕조보다 큰 것을 구입하여 두 가지 모두 사용할 수 있거나 손바닥 크기의 어댑터 두 개를 구입할 것입니다 30 달러?

실제로 언급 한 모든 것을 포함하여 몇 가지 이유가 있습니다.

너무 많은 전류가 있습니다

미국의 경우 평균 콘센트는 120V, 15A 회로입니다. 이는 최대 1800W (P = V * I)를 제공 할 수 있음을 의미합니다 (즉, 전력은 전압과 전류의 시간과 같습니다). 12V 회로의 경우 150A 만 사용할 수 있습니다 (1800W / 5v = 150A). 12V, 1000A 회로를 얻으려면 콘센트에서 공급할 수있는 것보다 훨씬 많은 최소 100A를 공급해야합니다. 분명히 5A 또는 10A 회로는 표준 콘센트의 전력 성능에 잘 맞습니다.

에너지 전송 비효율

전원을 사용할 수 있더라도 와이어를 포함한 모든 단일 구성 요소에는 약간의 저항이 있습니다. 저항이 많을수록 회로 효율이 떨어집니다. 즉, 특정 양의 전력을 사용하려면 (예 : 휴대폰 충전) 실제로 필요한 것보다 더 많은 전력을 끌어 와야합니다. 회로가 80 % 효율 (실제로 상당히 좋은) 인 경우 1000A를 제공하려면 1250A (1000 / 0.80 = 1250)를 가져와야합니다. 95 %의 효율에서도 53A를 추가로 끌어 올려야합니다. 더 나쁜 것은, 정격 효율은 장치가 최대 전력을 거의 끌어 당길 때만 적용됩니다. 어댑터가 1000A를 제공 할 수 있지만 5A 만 사용하는 경우 해당 전력의 효율이 1 % 미만일 수 있습니다. 즉, 장치가 5A를 사용하고 있지만 어댑터 자체는 계속 작동하기 위해 내부적으로 10A를 사용하고 있습니다.

폐기물 에너지는 열

이 회로에서 낭비되는 에너지는 열로 거의 완전히 손실됩니다. 이는 80 % 효율적인 충전기의 경우 최대 전류로 충전하는 경우 손실 전류 (250A)가 주변의 공기 (및 구성 요소)를 가열한다는 것을 의미합니다. 그것은 최대 전력의 전기 스토브에 버너와 거의 동일합니다- 많은 열. 오늘날의 플라스틱 어댑터는 1 분 동안 지속되지 않습니다!

크기 문제

이 링크 (테이블까지 아래로 스크롤)는 12 게이지 와이어 (일반 가정의 배선)가 약 41A ( "섀시 배선용 최대 앰프 사용"열 사용)를 전송할 수 있음을 보여줍니다. 12AWG 전선의 직경은 약 2mm입니다. 6 AGW는 100A 이상을 전송할 수 있지만 두께는 4mm 이상입니다. 차트에서 가장 두꺼운 와이어 인 OOOO는 두께가 거의 1 인치 (11.7mm)이지만 여전히 380A 만 처리 할 수 ​​있습니다. 1000A의 경우 훨씬 두꺼운 와이어가 필요합니다. 상상할 수 있듯이 전화에 잘 연결되지 않습니다!

더 적은

종종 장치와 해당 어댑터가 의도적으로 일치합니다. 어댑터는 특정 전류 범위에서 작동하도록 "조정"되었으며, 설계된 전류보다 훨씬 낮은 전류에서 사용하면 효율이 떨어지거나 시간이 지남에 따라 어댑터가 손상 될 수 있습니다.

전류는 위험하다

고전류 소스가 반드시 모든 앰프가 라인을 통과한다는 것을 의미하지는 않지만 고전류를 공급할 가능성조차 매우 위험한 경우가 있습니다. 고전류 유무에 관계없이 대부분의 전압 어댑터는 어떤 형태의 인덕터를 사용합니다. AC에서 DC로 변환 할 때 "범프"를 줄이는 데 도움이됩니다. 인덕터를 생각하는 한 가지 방법은 전류에 "관성"을 추가하여 빠른 변경을 매우 어렵게하는 것입니다. 어댑터가 올바르게 사용되는 동안 고전류에서 완벽하게 안전하게 작동 할 수 있지만, 플러그가 갑자기 장치에서 빠져 나오면 인덕터에 의해 커넥터를 통해 1000A 전류가 계속 '누설'되어 위험을 초래합니다 (단락하더라도) 고전류, 고전압 스파크.

인덕턴스가 없어도 어댑터가 물, 금속 또는 다른 저 저항 물질로 단락되는 경우 결과 전류는 접촉 한 모든 것을 즉시 용접, 비등 또는 태울 수있을 정도로 강력합니다. 그 철사의 끝을 핥는 것은 당신을 아주 잘 죽일 수 있습니다. 고전류 회로를 안전하게 만드는 것은 저 전류 회로보다 훨씬 어렵 기 때문에 훨씬 비쌉니다.

캔 소스 1000A는 어느 경우에, 적어도 120V 100A 공급 또는 240V 50A 전원에 연결해야하는 12V 어댑터 많은 당신의 콘센트가 제공 할 수있는 것보다 더 큰.

그 모든 것. 가장 간단한 예는 케이블이 5000 Amp를 처리해야한다는 것입니다. 그것은 거대한 케이블 이 될 것 입니다. 나는 당신의 팔이나 다리만큼 두껍지 않다는 것을 의미하지 않습니다.

다른 것들과 마찬가지로 더 많은 전력이 더 크고 더 비싸며 구성 요소가 더 비싸다. 12V의 또 다른 요소는 DC 공급 장치의 리플 (ac 성분)의 양입니다. 따라서 전원 공급 장치 결정 및 선택을 더 복잡하게 만드는 여러 가지 요소가 있습니다.

대답은 매우 간단합니다. 어댑터의 내부 저항입니다. 어댑터의 전압만으로 1 개의 개방 회로 (전류 없음)를 제공합니다

2-5A의 경우 : 이론적으로 5ohm에 2.4ohm I = V / RI = 12 / 2.4 = 5A의 부하가있는 경우 이론적으로 5A를 얻습니다 .5는 4A에 가깝지만 부하는 2.4입니다. 옴

3-1000A 이론적으로 당신은 부하가 0.012ohm I = V / RI = 12 / 0.012 = 1000A 인 경우 5A를 얻습니다. 이러한 내부 저항의 내부 저항은 어댑터가 아닌 리액터가 있어야합니다 :)

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어댑터의 극성이 무엇이든 관계없이 AC 전류가 있는지 확인하는 것보다 변압기 ((대부분의 어댑터에는 변압기가 있음)가있는 경우와 같은 관계가 동일합니다. 즉, 극성은 변하지 만 내부 저항은 동일하며 (변화 없음) 내부 저항을 작게하려면 전류에 영향을 미치므로 코일에 큰 지름을 가진 큰 변압기가 코일에 있어야합니다. 가능한 작은 저항, 더 큰 변압기 (어댑터)가 많을수록 저항이 낮고 효과적인 어댑터

DC 어댑터 (전기 화학 소자 배터리) 인 경우 내부 저항에 대해 이야기하지만 AC (변압기 및 발전기) 인 경우 임피던스가됩니다.