Ранее я уже писал и про американский килограмм, и про кетайский ватт. Но это была, умно выражаясь, “региональная специфика”… Но мы же все живем в век глобализации – следовательно, рассуждая логически, должны существовать области деятельности, где все люди мира врут совершенно одинаковым образом, невзирая на географические, национальные, расовые, ментальные и религиозные различия 🙂
Минимум с одним примером такого “всеобщего братства” я весьма неплохо знаком… Короче, ниже мои три цента на тему всемирного накопительного заговора 🙂
Кстати, а почему он “накопительный”? Да просто потому, что речь пойдет о т.н. “накопителях энергии” (power bank, emergency charger, emergency battery) – крайне популярном (и полезном!!!) классе гаджетов. Типичный образчик такой “волшебной коробочки” с DX показан на фотографии.
Назначение подобной “коробочки” очень простое – таки продлить очень короткий срок жизни (заряд батареи) ваших любимых гаджетов (телефонов, смартфонов, планшетов, плееров, навигаторов, читалок, раций и много-много-много чего еще). Вне города (и розетки) без подобной “волшебной коробочки” бывает тяжело (да и в городе не всегда сахар! 🙂
Когда в вашем смартфоне аккумулятор таки окончательно сдохнет, именно “коробочка” вдохнет в него свежие чудодейственные электроны :))) Как ни крути, а весьма полезная вещь!
И подобных “волшебных коробочек” сейчас выпускаются сотни разнообразных моделей – абсолютно на любой вкус, потребности, возможности и кошелек. А также под цвет/стиль вашей губной помады, галстука или сапог из крокодиловой кожи 🙂
Они внешне бывают очень разные, но внутри все устроены функционально очень похоже… Хоть возьми “нашего” (в смысле, made in Russia, и специально заточенного на универсальность и походные условия) “Вампирчика”, хоть самого что-ни на есть “брендового” японца/американца, хоть самого “безродного” кетайца – начинка у всех примерно похожа… Есть всего 2-3 общепринятых базовых схемы реализации подобной “волшебной коробочки”, и одна из них всенепременно и обязательно обнаружится “у нея внутре” – с точностью до конкретных используемых микросхем, разъемов и пользовательского интерфейса.
Естественно, между дорогим “брендированным японцем” и копеечным “безродным кетайцем” существует разница! И даже иногда просто огромная!!! Но она касается, в первую очередь, таких не очень “осязаемых” вещей, как надежность, юзабилити, дуракоустойчивость, стабильность параметров, электро-механическая прочность, качество разъемов/контактов и т.д. и т.п.
А вот что почти совсем от бренда не зависит – так это эффективность работы (КПД). Увы, никакие “нано-технологии” нигде здесь пока не применяются, ни в “коробочках” за десять баксов, ни в аналогичных за две-три сотни долларов :(((
Если там и есть какая-то разница в КПД, то она исчисляется максимум единицами процентов! Хотя, и это тоже иногда бывает важно, на самом-то деле…
Ну а почему же “заговор”? О_о 🙂 Да просто наблюдается редкостнейшее единодушие в принятии единых правил игры между всеми производителями, продавцами и журналистами/обозревателями, так или иначе задействованными в бизнесе около “волшебных коробочек” – все они научились врать совершенно одинаковым способом/методом (а точнее, просто взяли на вооружение забавную формулу из кетайской арифметики 🙂
Так что, я назвал это “всемирный накопительный заговор”, по простой причине: а нету границ! Разные люди в Америке, Европе, Китае и России, все они родом из одного и того же места :))) Иногда с более уклончивыми формулировками, иногда с более откровенными/наивными, но суть везде и всегда одинакова… Впрочем, я уже упоминал про фундаментальный принцип: с волками жить – по волчьи выть! Увы, все та же песня лунной ночью… :(((
Почему-то, КПД “перелива” энергии из аккумулятора “волшебной коробочки” в аккумулятор любимого гаджета априорно полагается во всех расчетах/иллюстрациях равным 100% !!! :))) Т.е. в спецификациях “коробочки” указывается емкость ее аккумулятора (не важно, в ампер-часах или в ватт-часах). Потом эта емкость тупо делится на емкость аккумулятора вашего гаджета, и торжественно провозглашается: а вот столько-то раз я смогу зарядить ваш любимый гаджет, урря! 🙂
Вот именно здесь-то “чертик” и кроется 🙂 Средний КПД подобного “перелива” энергии равен примерно 50% – иными словами, половина пара в свисток! 🙂 И это почти не зависит от “брендовости” устройства и его стоимости – это элементарно обусловлено законами физики.
Хотя, конечно, цифра 50% – это некий усредненный показатель, на практике КПД варьируется где-то от 30% в очень плохих реализациях/условиях до примерно 60% в благоприятных.
С одной стороны, разница между 30 и 60 вроде бы и есть (можно побороться), а с другой стороны, “оба хуже” 🙂 От вожделенных 100% оба варианта крайне далеки, увы.
Если вы “чистый гуманитарий”, то я объяснение ситуации, увы, на этом закончил. Просто поверьте мне на слово! O_o 🙂 И при сопоставлении емкости аккумуляторов вашей “коробочки” и любимого гаджета всегда и везде тупо используйте коэффициент 1/2 – примерно как-то так оно и окажется на практике.
Ну а если вы физику в школе таки иногда посещали, то добро пожаловать под кат – там я немного разжую суть в формулах и цифрах 🙂
Для начала некая общая схемка, чтобы было понятно, о чем речь…Сразу извиняюсь за корявую мазню (ну, не приспособлены мы, кролики, для лазания по деревьям 🙂 – это то, что я быстренько на своем смартфоне изобразил для наглядности (ну, не художник, до Остапа мне далеко 🙁
Тем не менее, можно разглядеть следующие элементы:
- Аккумулятор “волшебной коробочки” (Power bank) – как правило, Li-Ion или Li-Po.
- Преобразователь постоянного тока (в данном случае, повышающий от 3.7В аккумулятора до 5В USB-питания).
- Контроллер заряда внутри вашего гаджета (Smartphone).
- Аккумулятор вашего гаджета (чаще всего тоже Li-Ion/Li-Po).
КПД весьма качественного импульсного DC/DC преобразователя в наиболее распространенном случае повышения напряжения в среднем обычно где-то около 80% (иногда чуть больше, но чаще даже немного меньше – это зависит от очень многих параметров и изменяется в динамике).
КПД контроллера заряда в вашем гаджете (смартфоне), скорее всего, окажется где-нибудь в пределах 70%. Или даже еще меньше (вплоть до 50% – это плохой результат, но вполне себе вероятный). Здесь кое-что зависит от того, импульсный или линейный контроллер заряда стоит в вашем гаджете (у качественного и дорогого импульсного КПД в отдельных случаях может доходить и до 90%). Только вот проблема в том, что практически ни один производитель в смартфон/планшет и т.д. не будет ставить более дорогой импульсный контроллер, поскольку задачи экономии энергии в процессе зарядки аккумулятора перед ним не стоит, а вот задача удешевления схемы и минимизации объема приоритетна! А любой импульсный контроллер заряда в обязательном порядке включает в себя дроссель – элемент как достаточно габаритный, так и не очень дешевый. Поэтому, остановимся на 70% КПД в среднем.
КПД работы самого аккумулятора (“химический КПД”) тоже никогда не бывает 100%. К сожалению, в разных источниках можно найти разные цифры для Li-Ion, обычно в диапазоне от 95% до 98%. Ну, положим некое среднее, допустим, 97% 🙂
Ну и еще не надо забывать про разные “прочие” потери – в контактах/разъемах (редко когда они бывают очень качественными, особенно в недорогих китайских моделях), в проводах, разного рода свето-диодных индикаторах, схемах защиты, собственного питания микросхем и т.д. Каждое из них само по себе вроде абсолютная мелочевка, но из этих мелочей помаленьку складываются потери. Волюнтаристским путем я положу их в сумме равными 1% (т.е. КПД “наружной обвязки” считаем как 99%).
В итоге получаем: 0.8 * 0.7 * 0.97 * 0.99 = 0.537768. Т.е. итоговый КПД “перелива” при таких допущениях получается чуть меньше 54%. Вполне ожидаемый результат для достаточно качественной электроники. И в целом, это довольно “оптимистичный” прогноз – в реальной жизни, скорее всего, все окажется несколько хуже 🙁
ЗЫ: Заранее отвечаю на незаданный вопрос: можно ли добиться более экономичного “перелива” энергии? О_о 🙂 В принципе, да, конечно… есть разные способы… но не в рамках “общего” универсального решения, а в каждом конкретном случае. Ну и в любом случае, КПД этого “перелива” никогда не будет равен 100% !!! :)))