EN
Napajalnik za izmenično in enosmerno napetost je naprava, ki izmenično napetost iz stenske vtičnice pretvori v regulirano enosmerno napetost, primerno za napajanje ali polnjenje elektronskih naprav. Pri večini sodobnih napajalnikov z preklopnim načinom delovanja se izmenična vhodna napetost najprej filtrira in izravnava, nato pa jo visokofrekvenčni preklopni sistem pretvori in izolira prek transformatorja (običajno 100–240 V) na nižjo izmenično napetost, primerno za ciljni izhod. V naslednji fazi izravnave se ta izmenični signal s pomočjo diod ali sinhronih MOSFET-ov pretvori v enosmerni pulzirajoči enosmerni tok. Filtrirni kondenzatorji izgladijo nastali valovanje, regulacijska stopnja pa ohranja izhodno napetost na določeni vrednosti ne glede na spremembe vhodne napetosti ali toka obremenitve. Ta osnovna arhitektura se pojavlja pri napajalnikih od kompaktnih USB-napajalnikov z močjo 5 W do industrijskih namiznih napajalnikov z močjo 420 W. Razumevanje teh notranjih faz pomaga kupcem oceniti, zakaj se lahko dva napajalnika z enakimi izhodnimi karakteristikami zelo razlikujeta glede zanesljivosti, učinkovitosti in zmogljivosti pri elektromagnetnem šumu.
Prvi parameter, ki ga je treba preveriti v izbor AC/DC napajalnega polnilnika je obseg vhodne napetosti. Polnilnik z nazivno vhodno napetostjo 100–240 V AC pri 50/60 Hz se imenuje univerzalna vhodna konfiguracija in lahko deluje v praktično vsaki državi le z uporabo vtičnega prilagodnika, brez potrebe po napetostnem pretvorniku. To dosežemo z načinom preklopnega napajalnika, ki uporablja modulacijo širine impulzov za regulacijo izhodne napetosti v širokem vhodnem obsegu. Nekateri cenejši polnilniki so zasnovani za eno samo vhodno napetost, na primer 110 V AC za Severno Ameriko ali 220 V AC za Evropo, in bodo odpovedali ali predstavljali varnostno nevarnost, če jih priključimo na napačno omrežno napetost. Za mednarodno distribucijo izdelkov je univerzalna vhodna konfiguracija praktična zahteva, ki poenostavi upravljanje zalog in zmanjša tveganje odpovedi na terenu zaradi napačne napetosti.
Natančen izbor AC/DC napajalnega polnilnika zahteva usklajevanje treh izhodnih parametrov z ciljno napravo: napetost, tok in polariteta priključka. Izhodna napetost mora ustrezati nazivni vhodni napetosti naprave znotraj proizvajalčeve tolerance, običajno ± 5 odstotkov. Uporaba polnilnika z višjo napetostjo kot je določeno, lahko trajno poškoduje vezje za upravljanje energije naprave, medtem ko lahko nižja napetost povzroči nepravilno delovanje ali prepreči vklop naprave. Tokovna zmogljivost polnilnika mora biti enaka ali večja od največjega toka, ki ga naprava potrebuje. Višja tokovna zmogljivost je varna, saj naprava potegne le toliko toka, kolikor potrebuje, nižja pa bo povzročila pregrevanje polnilnika in njegovo morebitno odpoved. Polariteta priključka označuje, ali je sredinski kontakt cevnega priključka pozitiven ali negativen glede na zunanji plašč. Sredinsko pozitivna polariteta je najpogostejša konvencija za potrošniško elektroniko, vendar obstajajo tudi sredinsko negativne konfiguracije pri nekaterih glasbenih napravah in specializiranih industrijskih napravah. Zamenjava polaritete lahko napravo takoj uniči, zato je ta parameter ključen, a pogosto prezrt pri izbiri polnilnika.
Učinkovitost je pomembna razlikovalna lastnost v izbor AC/DC napajalnega polnilnika , zlasti za uporabe, kjer se polnilnik obratuje neprekinjeno ali v okoljih z omejeno ventilacijo. Zahteve U.S. DOE 6. stopnje določajo minimalno učinkovitost in omejitve moči v stanju brez obremenitve za zajete zunanjie napajalnike. Skladnost je odvisna od razreda napajalnika, izhodne moči in preskusne metode ter določa minimalne povprečne učinkovitosti, ki se razlikujejo glede na izhodno moč in napetost. Za tipičen adapter z izhodno močjo 36 W zahteva 6. stopnja približno 87-odstotno povprečno učinkovitost pri točkah obremenitve 25, 50, 75 in 100 odstotkov. Predpisi Evropske unije v okviru direktive ErP določajo podobne zahteve. Adapterski, ki izpolnjujejo te standarde, ne samo da porabljajo manj električne energije, temveč tudi ustvarjajo manj odpadne toplote, kar podaljša življenjsko dobo komponent in zmanjša potrebe po hlajenju v zaprtih namestitvah. Pri primerjavi adapterjev je zahteva učinkovitostnega grafa v celotnem obremenitvenem obsegu bolj informativna kot posamezna vrednost učinkovitosti, saj nekateri dizajni dosežejo visoko vrhunsko učinkovitost, vendar se slabo obnašajo pri majhnih obremenitvah, pri katerih večina naprav preživi večino svojega obratovalnega časa.
Obsežen nabor certifikatov je eden najmočnejših signalov v izbor AC/DC napajalnega polnilnika . Certifikati jih izdajajo neodvisni preskusni laboratoriji po natančni oceni električne varnosti, elektromagnetne združljivosti in v nekaterih primerih tudi energijske učinkovitosti. Ključni certifikati vključujejo UL in ETL za severnoameriški trg, CE-LVD in CE-EMC za Evropsko unijo, GS za Nemčijo, UKCA za Združeno kraljestvo, PSE za Japonsko, SAA in RCM za Avstralijo in Novo Zelandijo, KC za Korejo, PSB za Singapur in BIS za Indijo. Proizvajalec, ki ohranja veljavne certifikate v več regijah, kaže sistematično naložbo v infrastrukturo za skladnost. Kupcem je treba biti zavednim, da tiskani certifikacijski znaki na oznaki izdelka niso dovolj za dokazovanje skladnosti; zahteva testnih poročil in certifikatov iz akreditiranega laboratorija zagotavlja preverljivo zagotovitev.
Nabavno osebje evropskega podjetja za strojno opremo IoT je moralo najti polnilnike za izmenični tok (AC) v enosmerni tok (DC) za nov center pametnega doma, ki se bo dostavil v 15 držav. Začetna zahteva je bila adapter z izhodno napetostjo 12 V in tokom 2 A z zamenljivimi vtakalnimi vtiči za trge EU, Združeno kraljestvo, ZDA in Avstralije. Osebje je na kratek seznam uvrstilo tri dobavitelje glede na ceno enote, a pri podrobnejši oceni je le eden od njih lahko zagotovil popoln paket certifikatov, ki zajema CE-LVD, CE-EMC, UKCA, FCC, SAA in RCM hkrati za isto osnovno konstrukcijo adapterja. Druga dva dobavitelja so imela certifikate le za podmnožico ciljnih trgov ali pa so bili njihovi certifikati potekli ali niso bili obnovljeni. Dobavitelj, ki je zmagal, je prav tako predložil neodvisne poročila o preskusih EMC, ki so pokazala mejne vrednosti za vodene in sevajoče emisije vsaj 6 dB pod regulativnimi omejitvami, kar je podjetju IoT dalo zaupanje, da adapter ne bo motil delovanja Wi-Fi in Zigbee radijskih modulov centra pametnega doma. Ta primer prikazuje, da izbor AC/DC napajalnega polnilnika temelji izključno na tehničnih podatkovnih listih, cena enote pa izpušča ključne dejavnike skladnosti, ki vplivajo na čas do tržne uvedbe in zanesljivost v uporabi.
Fizične in okoljske zahteve uporabe naj bodo vodilo izbor AC/DC napajalnega polnilnika za notranje potrošniške elektronske naprave v klimatiziranih okoljih je običajno zadostoval standardni zidni adapter z plastično ohišjem. Za industrijske nastavitve morajo imeti polnilniki morda kovinska ohišja, širši delovni temperaturni razpon od minus 20 do plus 60 stopinj Celzija ter zaščito pred prahom in vlago. Medicinske aplikacije postavljajo dodatne zahteve, med drugim nizko uhajajoči tok, običajno pod 100 mikroamperov, ter skladnost s standardom IEC 60601 za električno varnost v okoljih, kjer se skrbi za bolnike. Za zunanjih ali na vozilih nameščene naprave postane pomembna odpornost proti udarom in vibracijam. Ujemanje okoljskih specifikacij polnilnika z dejanskimi pogoji namestitve preprečuje predčasne okvare in varnostne incidente, ki lahko škodujejo tako opremi kot ugledu blagovne znamke.
