如果我的设备在 12 伏时消耗 5 安培,我可以使用任何可以提供至少 5 安培的 12 伏直流适配器。
为什么不是所有的直流适配器都有能力提供安培负载!?如果所有直流适配器都提供例如 1000 安培,我们只需要关心电压值。
过多的放大器是否会使 DC 适配器体积庞大、效率低下或价格昂贵?
如果我的设备在 12 伏时消耗 5 安培,我可以使用任何可以提供至少 5 安培的 12 伏直流适配器。
为什么不是所有的直流适配器都有能力提供安培负载!?如果所有直流适配器都提供例如 1000 安培,我们只需要关心电压值。
过多的放大器是否会使 DC 适配器体积庞大、效率低下或价格昂贵?
构成直流适配器的组件(电感器、晶体管、电容器、二极管等)都具有一定的电流和/或功耗额定值。可处理 1000A 的组件与可处理 5A 的组件在成本、尺寸和可用性方面相差几个数量级。
例如,让我们看一下可用于 1000A 电源与 5A 电源的电感器。
价格:一个可以做 5A的电感 在 digikey 上是 0.17 美元,一个可以做 200A 的电感是 400 美元。
尺寸: 5A电感为5mmx5mm,200A电感为190mmx190mm。
可用性: Digikey 库存有超过 5,000 种不同的可处理 5A 电流的电感器。它甚至没有任何额定电流超过 200A 的东西。它仅库存 7 个可以做超过 100A 的。
现在对一个常见的壁式适配器中的所有组件重复此实验,您将很快得到问题的答案。
总结一下:如果您有两个设备分别需要 5A 和 6A,您是愿意购买价格在数千美元范围内且比您的浴缸更大的东西,这样您就可以在两者上使用它,还是宁愿购买两个手掌大小的适配器30 美元?
实际上,有几个原因,包括你提到的一切:
在美国,平均插座是 120V、15A 电路。这意味着它最多可以提供 1800W (P = V * I)(即功率等于电压乘以电流)。对于 12v 电路,这意味着只有 150A 可用(1800W / 5v = 150A)。要获得 12V、1000A 的电路,您需要在插座处提供至少 100A 的电流——远远超过它所能提供的电流。显然,一个 5A 或 10A 的电路可以很好地适应标准插座的供电能力。
即使电源可用,每个组件,包括电线,都有一些阻力。电阻越大,电路的效率越低。这意味着如果您想使用一定量的电量(例如,给手机充电),您必须获得比实际需要更多的电量。如果一个电路的效率为 80%(实际上这非常好),那么要提供 1000A,它需要拉 1250A(1000/0.80=1250)。即使在 95% 的效率下,它也需要拉出额外的 53A。更糟糕的是,额定效率仅适用于设备将功率拉到最大值附近的情况。如果您的适配器可以提供 1000A,但您只使用 5A,则该功率下的效率可能低于 1%,这意味着您的设备使用 5A,但适配器本身在内部使用 10A 只是为了继续工作。
该电路中浪费的能量几乎会完全以热量的形式损失掉。这意味着对于我们 80% 效率的充电器,如果它以全电流充电,则损失的电流 (250A) 将加热周围的空气(和组件)。这与全功率电炉上的燃烧器大致相同 -大量热量。今天的塑料适配器不会持续一分钟!
此链接(向下滚动到表格)显示 12 号线(家庭中的常用布线)可以传输约 41A(使用“机箱布线的最大安培数”列)。12 AWG 线的直径约为 2 毫米。6 AGW 可以传输超过 100A,但厚度超过 4mm。图表上最粗的线 OOOO 几乎有半英寸厚(11.7 毫米),但仍只能处理 380A。对于 1000A,您需要一根更粗的电线 - 正如您可以想象的那样,它不能很好地连接到手机!
通常,设备及其适配器是有意匹配的。适配器已被“调整”以在特定电流范围内工作,并且在比其设计用途低得多的电流下使用它会降低效率,甚至随着时间的推移损坏适配器。
虽然大电流源不一定意味着每个安培都会流过线路,但在某些情况下,即使提供大电流的可能性也可能非常危险。大多数电压适配器,无论是否大电流,都使用某种形式的电感器 - 它有助于减少从交流电转换为直流电时的“颠簸”。考虑电感器的一种方法是,它们为电流增加了“惯性”,使得快速改变非常困难。适配器在正确使用时可以在高电流下完美安全地工作,但如果插头突然从设备中拔出,则 1000A 电流将继续被电感器“推”过连接器,从而造成危险(虽然短-lived) 大电流、高压火花。
即使没有电感,如果适配器被水、金属或其他低电阻物质短路,所产生的电流将足以立即焊接、沸腾或燃烧它接触到的任何东西。舔那根电线的末端很可能会杀死你。使大电流电路安全比低电流电路困难得多,因此也更昂贵。
可以提供 1000A 电流的 12V 适配器需要连接到至少 120V 100A 电源或 240V 50A 电源,在任何一种情况下都比您的壁装插座所能提供的大得多。
所有的。最简单的例子是电缆必须处理 5000 安培。那将是一条巨大的电缆。我不是说像你的胳膊或腿那么粗,它比那更糟。