آداپتور ولتاژ چیست ؟

هرگاه یک دستگاه داشته باشیم که در آن باطریهای قابل شارژ شدن بکار رفته باشد مانند لپ تاپ ، گوشی همراه ، جارو شارژر دستی و نظایر انها ، نیاز هست که هر از گاهی باطری داخل انها شارژ شوند تا بتوان مجددا از انها استفاده کرد.

برای اینکار باید از یک وسیله ای بنام آداپتور استفاده شود ، که با اتصال آن به برق شهر ، درخروجی آن یک ولتاژ برق مستقیم (DC ) ایجاد شده که جهت شارژ باطری استفاده میگردد .

اصولا مشخصات مهم یک آداپتور برق ، میزان ولتاژ خروجی آن ، مقدار جریانی که میتواند جهت شارژ باطری تحمل کند و ولتاژ برق شهر میباشد .

در ایران و اکثر کشورها ولتاژ برق شهر 220 ولت و فرکانس برق 50 هرتز میباشد .

در حالیکه در آمریکا و برخی کشورهای دیگر ولتاژ برق شهر 110 ولت و فرکانس ان 60 هرتز میباشد . لذا در موقع انتخاب آداپتور بایستی به این نکته مهم توجه گردد .

در شکل زیر بلوک دیاگرام یک آداپتور نشان داده شده است :

این بلوک دیاگرام اصول کلی ، یک اداپتور ولتاژ است . در مدارات ارزان قیمت که بایستی از وزن و قیمت اداپتور کاسته شود سعی میشود که از تکنیک های ساده تر و حتی الامکان با حفظ کیفیت استفاده شود .

بطور نمونه در بخش ورودی جهت کاهش دامنه برق شهر بایستی از یک ترانسفورماتور استفاده شود که مثلا ولتاژ برق شهر را از 220 ولت به 12 ولت یا 5 ولت و مشابه ان استفاده شود .ولی از انجا که ترانسفورماتور یک قطعه نسبتا بزرگ ، سنگین و گران قیمت میباشد ، در اداپتورهای وسایل خانگی ، از ان استفاده نشده و از تکنیک های دیگری استفاده میشود.

همینطور مدار یکسو ساز ولتاژ سینوسی یک پل دیود بوده و صافی ولتاژ یکسو شده از یک خازن الکترولیت استفاده میشود

در شکل ذیل بلوک دیاگرام یک یکسو کننده ولتاژ را نشان میدهد یکی از قطعات مهم و قابل ملاحظه در آداپتور ها ، کیفیت خازن الکترولیت بکار رفته در بخش صافی ولتاژ میباشد .

مدار شکل ذیل یک مثال ازآداپتور 5 ولتی ساده است که در بخش ورودی ان از یک ترانسفورماتور جهت کاهش دامنه ولتاژ برق شهر استفاده شده است.و در اداپتورهای ارزان قیمت ترانسفورماتور حذف شده و از تکنیک دیگری استفاده میگردد. همچنین در بخش خروجی ان از یک آی سی رگولاتور 5 ولت استفاده شده است که خاصیت ان تثبیت ولتاژ خروجی میباشد .

تصاویردو نمونه آداپتوردرذیل نشان داده شده است.که دارای وزن کم و قیمت ارزان هستندمعمولا این نوع اداپتور دارای ولتاژ 3 ، یا 5 ،یا 12یا 22 ولت بوده و جهت محصولات کم مصرف و معمولی میباشند . 

کاربرد های آداپتور و انواع آن                                                  

یکی از کاربرد های آداپتور ، جهت شارژ باطری هایی است که قابل شارژ هستند ( rechargeable Battery ) .   بطور مثال باطریهای بکاررفته درانواع لپ تاپ ، آی پد ، تلفنهای موبایل ،باطریهای ریموت کنترل و سایروسایل خانگی

نوع متفاوت از باطری در ابعاد بزرگ ، باطری های اسیدی هستند ( مصرفی در انواع اتومبیل ) که شارژر انها مدارات مفصل و از بخشهای زیادی تشکیل میگردد .

دسته اول : باطری شارژرهای ساده فقط برای شارژ باطریهای قلمی :

این نوع شارژر، یک آداپتور ولتاژ بوده که ولتاژ خروجی آن معادل باطریی است که قراراست شارژ نماید ، مثلا برای شارژ چهارعدد باطری قلمی 1.5 ولتی که بطور سری باهم در جعبه شارژ مستقر میشوند ، به ولتاژ 6 ولت نیاز است (  4*1.5V ) که البته باید بتواند تا جریان لازم جهت شارژ کل انها را تامین نماید ، مثلا حدود پانصد میلی آمپر. ( 6V & 500 ma)

دسته دوم . باطری شارژر جهت محصولات دقیق و گران قیمت :

ساختاراین نوع شارژر نه تنها از اصول یک آداپتور پیروی میکنند ، بلکه جریان شارژ انها ثابت نبوده و متناسب با نیاز باطری متغیر میباشد . بطور مثال اگر باطری تحت شارژ ، خالی و یا کمی شا رژ داشته باشد ، ابتدا با یک جریان نسبتا زیاد شروع به شارژ آن نموده و به مرور زمان که ،باطری شارژ میگردد ، میزان جریان کم میشود . یعنی مقدارجریان شارژ باطری کاملا هوشمند میباشد تا به باطری آسیب نرساند ، زمانی که باطری کاملا شارژ گردید ، جریان شارژ را قطع مینماید.

از دیگر مشخصات این دسته از شارژرها ، پایداری ولتاژ خروجی انها در مقابل نوسانات برق شهر میباشد. این خصوصیت را با نام پایداری ( stability) مشخص میکنند . 

مشخصه بعدی این دسته شارژر، بسیار صاف بودن ولتاژ خروجی آنهاست .توضیح اینکه بعداز مدار پل یکسوساز، یک خازن صافی که معمولا الکترولیت با ظرفیت بالا است ، در مدار قرار میدهند تا ولتاژ یکسوشده را صاف نماید. اما وقتی از شارژر جریان کشیده شود ، ولتاژ خروجی از حالت صافی خارج میشود که به ان در اصطلاح ریپل ( Ripple) میگویند .هرچه این عدد کوچکتر باشد ، کیفیت مدار شارژر بهتر است.

یکی دیگر از مشخصه های این دسته شارژر ، کاهش نویز و پارازیت ایجاد شده ناشی از مدار این دسته مدار در برق شهر و محیط اطراف آن میباشد .توضیح اینکه درمدار این دسته شارژر ، گاها از مداراتی استفاده شده که از تکنیک ( Switch Mode) یا کلید زنی استفاده شده که مزیت آن کوچک شدن مداروکاهش تلفات حرارتی میباشد ، اما این روش موجب میشود که در محیط اطراف شارژر نویزهای مزاحم ایجاد شده و میتواند روی سایر دستگاههای الکترونیک اثر منفی بگذارد و همینطورمیتواند شکل موج برق شهر را تا حدودی مخدوش نماید.

بنا به توضیحات بالا ، سازندگان دستگاههای گران قیمت که در آنها از باطری های قابل شارژ استفاده شده ، شارژر مناسب آنها را همراه دستگاه میفروشند و اجازه استفاده از شارژرهای متفرقه را نمیدهند .

دسته سوم شارژرهای صنعتی :

در اینگونه شارژرها که مورد مصرف باطریهای اسیدی است ، نه تنها موارد یاد شده در نوع دوم باید رعایت شده باشد ، بلکه باید باتوجه به ولتاژ باطری اسیدی نوع شارژ انرا کاملا هوشمند عمل نماید .

باطریهای اسیدی که در حالت نو و اولین بار قرار است شارژ شوند ،در شروع کار نیاز به جریان بیشتر داشته و به مرور زمان جریان شارژ آنها مطابق یک منحنی که سازنده باطری لازم میداند ، باطری را شارژ نماید .

همینطور باطری هایی که تحت بار هستند ، شارژر بایستی کاملا ولتاژ باطری و جریان خروجی آنرا تحت کنترل داشته باشد تا اگر کاهش در جریان خروجی از آن دیده شود ، بلافاصله آنرا جبران نماید .

ساختار اینگونه شارژر ها پیچیدگی های بسیاری دارند ، و در آنها از مدارات پیشرفته الکترونیک که حاوی میکروکنترلر میباشد استفاده میشود . نرم افزار داخل میکروکنترلر باید حاوی نکات مهم و ریز پارامترهای این دسته شارژر باشد که توسط برنامه نویسان خبره و بسیار با تجربه نوشته شده و میکروکنترلر آنرا با این نرم افزار پرگرام مینمایند .

بدلیل ورود فراوان باطریهای قابل شارژ به دنیای مصرف لوازم برقی و صنعتی و خانگی ، میزان متنوعی از آداپتورها و شارژرها در بازار یافت می شود که مصرف کننده بایستی با توجه به نوع باطری،به نکات اشاره شده در بالا رامورد توجه قرار دهد تا به دستگاه او آسیبی نرسد.