Apple 전원 공급 장치 : 두꺼운 AC 케이블, 얇은 DC 케이블-왜?

Apple 전원 공급 장치는 매우 두껍고 유연하지 않은 AC 케이블 (콘센트에서 벽면 콘센트로)과 매우 얇고 유연한 DC 케이블 (컴퓨터로 변환기)로 구성됩니다.

왜? 케이블을 통과하는 전류는 비슷해야합니까?

편집 : 변환기의 레이블은 다음과 같이 말합니다.

• 입력 : 110-240V ~ 1.5A 50-60Hz
• 출력 : 16.5V = 3.65A 최대

EDIT2 : cf. ThinkPad 전원 어댑터 (일반 케이블, hp / dell & c와 유사)

더 두꺼운 (Apple보다) DC 부품과 더 얇은 (Apple보다) AC 부품을 가지며 정격

• 입력 : 100-240V ~ 1.5A 50 / 60Hz
• 출력 : 20V = 3.25A

특성은 비슷해 보입니다. 왜 케이블이 그 비율 DC cable thickness/ 비가 그렇게 다른가 AC cable thickness?

EDIT3 : cf. System76 Pangolin 용 AC 어댑터 (AC 부품에 접지를 포함하여 3 개의 전선이 있음)

위와 비슷한 등급이며 Apple 케이블보다 두꺼운 DC 부분과 얇은 AC 부분이 있습니다.

EDIT4 : Lenovo / ThinkPad 케이블이 제대로 설계되지 않은 것으로 보입니다 . 이는 관찰 된 케이블 두께 불일치를 설명합니다!

케이블의 크기는 내부의 구리 도체의 크기 때문이 아니라 케이블의 아주 작은 부분입니다. 대부분의 벌크는 전기 절연에서 비롯됩니다.

전기 케이블은 단락되지 않도록 절연해야합니다. 전압이 높을수록 절연이 더 두껍습니다.

두꺼운 주 전원 코드는 주 전압을 견딜 수 있도록 절연되어 있습니다. 귀하의 국가에서는 110VAC입니다. 우리나라에서는 230 VAC입니다. 또한 절연은 과도 전압 스파이크 ( "서지")를 견뎌야 합니다.- AS1660.3 은 멀티 코어 플렉시블 케이블이 5 분 동안 3,000V AC 하이 포트 테스트를 견뎌내야하므로 절연 두께가 충분히 두껍어야합니다. 3,000V RMS 또는 4,200V 피크를 견딜 수 있습니다.

반면 얇은 DC 케이블은 12VDC 만 견뎌야합니다. 전원 공급 장치의 설계가 허용하지 않기 때문에이 라인에 전압 스파이크가 발생하지 않습니다. 12VDC에서 감전 위험이 최소화됩니다. 따라서이 케이블은 절연이 많이 필요하지 않으며 매우 얇을 수 있습니다.

전압과 절연 두께 간의 관계를 강조하기 위해 다음과 같은 케이블을 얻을 수 있습니다.

구리 도체는 케이블의 전체 직경에 비해 상대적으로 작습니다. 단열재 (흰색 물질)의 두께를 확인하십시오. 이 짧은 컷오프 케이블에는 표시가 없지만 최소 132,000 VAC 등급이며 단열재는 두껍습니다.

DC 케이블을 통한 전류는 실제로 AC 케이블을 통한 전류의 몇 배가 될 것입니다 (설명은 약간 나옵니다). AC 케이블이 더 두꺼운 이유는 전류 운반 용량이 아니라 작업자 안전에 관한 것입니다.

전원 선은 반복적 인 굽힘, 마모 또는 충격 및 결과적인 케이블 손상의 경우에 추가적인 안전성 을 제공하기 위해 훨씬 더 두꺼운 절연체 (그리고 순수하게는 더 두꺼운 도체 단면적)를 갖습니다.

기본적으로 절연 손상으로 인해 도체에 노출 된 경우 전원 전압을 전달하는 도체와의 접촉으로 인해 심각한 부상을 입을 수 있습니다. DC 와이어를 사용하면 전압이 낮아서 접촉이 감전 될 위험이 없습니다.

전류의 추정 :

전력 전원 와이어를 통해 전원 변환기의 효율 것, 배 DC 측에 인출 전원 플러스 오버 헤드 / 대기 전원의 비트. 따라서 110V 주전원 공급 장치, 80 % 효율, 무시할 수있는 대기 전력 및 5W의 출력을 장치에 공급하는 5V DC의 출력을 가정하면 다음과 같습니다.

• P = V x I따라서 DC 전류 I = 5/5 = 1 Ampere
• AC 측 전원 공급 장치 : 5 / 0.8 = 6.25 Watts
• AC 전선 전류 I = 6.25/110 = 0.0568 Amperes = 58.6 mA

따라서 AC 측의 전류 운반 용량이 아닙니다.

DC 측의 전류는 훨씬 더 높아질 것입니다. 그러나 전력 브릭에 의해 제한되며 전압이 훨씬 낮습니다. AC 코드는 내구성이 있어야하므로 두께가 두꺼워 야합니다. 두께의 대부분은 단열재입니다.

애플 제품이므로 답은 아마도 디자인 일 것입니다. 가능한 한 얇고 법적 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.

실제로 AC 케이블의 전류는 더 낮습니다. 더 높은 라인 전압을 전달하는 AC 케이블의 내구성 (물리적 손상에 대한 내성) 요구 사항과 더 관련이있을 수 있습니다.

UL 요구 사항은 특히 전원 어댑터의 AC 측에 적용되며 AC 가정용 전압을 전도 하는 모든 케이블에 대해 충족해야하는 특정 세트 또는 요구 사항을 지정합니다 . Apple은 전류 취급 기능, 절연, 높은 아크 및 결함, 절단, 열, 굽힘 및 내마모성을 포함한 물리적 내구성 등 모든 조건을 충족하면서 케이블을 가능한 한 얇게 만들었습니다.

아크가없는 120VAC RMS를 견디고 최대 1A를 수행하는 것이 유일한 요구 사항이라면 훨씬 더 얇아 질 수 있습니다.

UL 요구 사항은 매우 엄격합니다.

DC 케이블의 최소 크기에는 네 가지 제약 조건이 있습니다.

1. 정격 전압
2. 정격 전류
3. 열화 등급
4. 케이블 가용성

ac 케이블의 최소 크기에는 4 가지 제약이 있으며 여기에는 충격적인 내용이 있습니다. 정확히 4 가지 제약 조건입니다. 차이점은 전적으로 전압 및 전류 정격에 있습니다. 두 경우 모두 케이블의 크기는 전원으로 결정해야합니다. DC의 경우 소스는 전원 공급 장치 (부하에 따라 크기가 결정됨)입니다. AC의 경우 소스는 콘센트입니다. NEC를 엄격히 해석하면 콘센트는 115V에서 20A를 공급할 수 있지만 전원 공급 장치의 정격은 220V이므로 케이블이 어댑터 플러그에 꽂혀 있고 30A에 20A 콘센트를 설치하는 것으로 가정해야합니다. 앰프 회로 (감옥과 학교가 이것을 좋아합니다). 따라서 코드는 220V 30A에서 장애를 처리 할 수 ​​있어야합니다.

110 볼트 나 220 볼트의 와이어 정격을 본 적이 없습니다. 300V 및 600V 케이블이 일반적입니다. 일반적으로 저전압 배선에는 300V 케이블을 사용하고 AC 측에는 600V를 사용합니다. 14 게이지 와이어는 20 암페어를 전달할 수 있지만 따뜻하게 할 수도 있지만 30 암페어 서지에서도 실패하지는 않습니다.

소형 장치 용 플렉시블 주전원 케이블의 크기는 주로 안전 고려 사항에 의해 결정됩니다. 코어는 기계적 응력에서 벗어나지 않을만큼 충분히 두껍고 단락이 발생할 경우 퓨즈 / 브레이커가 작동하기 전에 기화되지 않을 정도로 두꺼워 야합니다. 단열재와 피복은 수년간의 마모 후에도 여전히 적절한 단열재를 제공 할 수있을 정도로 두껍습니다.

애플 케이블에는 접지선이 있습니다 (이상하게도 케이블없이 접지 된 파워 브릭을 사용할 수있는 어댑터 조각). 더 큰 스위치 모드 전원 공급 장치에서는 접지 전류가 바람직합니다. 접촉 전류를 크게 줄일 수 있기 때문입니다.

이상한 커넥터에도 영향이 있다고 생각합니다. Apple은 다른 케이블 유형에 맞게 해당 커넥터의 변형을 설계하고 싶지 않고 대신 모든 유형에 적합한 유형 / 크기로 선택했을 수 있습니다. 반면에 Cloverleaf 케이블은 대량으로 만들어 지므로 각 국가 사양에 맞게 변형을 설계하는 것이 더 합리적이며, commoditisatoin은 중국의 닷지 공급 업체가 비준수 제품을 출시 할 수있는 훨씬 더 넓은 범위를 제공합니다.

반면에 DC 출력 케이블은 심각한 안전 위험으로 간주되지 않으므로 크기는 대부분 공급 업체의 효율성과 외관 사이의 타협에 달려 있습니다. 애플은 그들의 장비가 매장에서 매끄럽게 보이기를 원했다.