Tekonolosi o le Charger ma le Fa'atumuina Lelei Tele
I se vaitaimi ua avea ai telefoni feaveaʻi, komepiuta feaveaʻi, tablets, uati atamai, ma e oʻo lava i masini IoT ma vaega o a tatou faiga masani i aso uma, o le manaʻomia lea o le faʻatumuina vave ma le faʻasaoina o le malosi ua faʻateleina lona taua. Peitaʻi, e le lava le "vave" na o ia. E manaʻomia ona faʻaogaina lelei masini faʻatumuina faʻaonaponei: faʻaitiitia le malosi e faʻaumatia o le vevela, tausia le soifua maloloina o le maa, saogalemu e faʻaaoga, ma tumau pea le agalelei i le siosiomaga. O loʻo iai nei le tekinolosi faʻatumuina lelei e ala i le tuʻufaʻatasia o mea fou i mea semiconductor, mamanu o matagaluega eletise, tulaga faʻatonuina o fesoʻotaʻiga atamai, ma le puleaina o le vevela ua faʻateleina lona faigata.
O le ā le Uiga o le Ultra-Efficient?
I se faaupuga faigofie, o le lelei o le fa'aaogaina o le charger o le fua faatatau lea o le malosiaga e maua mai le outlet i le malosiaga e tu'uina atu i le maa o le masini. O le tele o le malosiaga e leiloa o se vevela, o le maualalo foi lea o le lelei. O fa'aaogaina o charger e matua lelei lava e fa'atatau i:
1. Lelei tele o le liua (itiiti le vevela).
2. Pulea fa'atumuina fetu'una'i e tusa ai ma tulaga o le maa ma le vevela.
3. Malosiaga maualuga mautu e aunoa ma ni suiga matautia.
4. Tele la'ititi ma sili atu le fa'atinoga.
5. Fetaui masani e fa'aitiitia ai otaota eletise.
I se isi faaupuga, o le fa'atumuina e matua'i lelei lava o se tu'ufa'atasiga o le fa'aogaina lelei o le malosi, saoasaoa, saogalemu, ma le fa'asaoina.
Atina'e o le Charger: Mai le Linear i le Switching
Sa masani ona faʻaaogaina e masini faʻapipiʻi eletise i aso anamua ni faʻatonutonu faigofie, ae sa faʻaalu uma tupe ona o le tele o le voltage sa faʻasalalauina o se vevela. A o faʻateleina le manaʻoga o le eletise, sa liliu atu le pisinisi i le fesuiaʻi o sapalai eletise (SMPS): o fausaga e vave ona faʻagaoioia ma tape ai transistors, ma mafai ai ona faʻaliliuina le malosiaga e ala i inductors/transformers i se auala sili atu ona lelei. Mai iina, na alualu i luma ai tekinolosi i ni topologies sili atu ona faigata e pei o:
– Flyback (e masani ona iai i mea fa'apipi'i laiti).
– Forward, LLC resonant, ma quasi-resonant (sili atu ona lelei mo le malosi maualuga).
– Fa'asa'oga fa'asolosolo (synchronous rectification), sui o diodes i MOSFETs e fa'aitiitia ai le leiloa o le eletise.
O topologies resonant e pei o le LLC e fesoasoani e faʻaitiitia ai le gau o le fesuiaʻiga ma faʻaleleia atili le lelei, aemaise lava i masini e faʻatumu ai le eletise e maualuga le malosi e pei o komepiuta feaveaʻi ma masini e faʻatumu ai le eletise e tele ona port.
O le Matafaioi Tele a GaN ma SiC: Semiconductors o le Augatupulaga Fou
O se tasi o alualu i luma tetele i le lalolagi o mea e fa'atumu ai ua mafua mai i le fa'aaogaina o mea fou o le semiconductor, aemaise lava le Gallium Nitride (GaN) ma, i nisi fa'aoga, Silicon Carbide (SiC). Pe a fa'atusatusa i transistors masani e fa'avae i le silicon, o lo'o i ai i le GaN fa'amanuiaga nei:
– Vave le fesuia'iga, o lea e mafai ai ona fa'aitiitia vaega e le gaoioi (transformers, inductors, capacitors).
– Fa'aitiitia le eletise e leiloa, o lea e fa'aitiitia ai le vevela.
– Maualuga le mamafa o le eletise, e mafai ai ona la'ititi le fa'atumuina o le charger ae malosi pea.
O le iʻuga o se aga masani lea i le faʻaaogaina o ni masini faʻatumu GaN laiti e ofoina atu le 65W, 100W, ma e oʻo lava i le 140W. O le faʻaleleia atili o le lelei e le gata ina faʻafaigofie ai le faʻatumuina ae fesoasoani foʻi e tausia le masini ma le adapter i se vevela saogalemu.
Tulaga Fa'atonuina o le Fa'atumuina Atamai: Tu'uina Atu o le Malosiaga USB ma le PPS
E lē gata i vaega e tāua le lelei; ae e tāua foʻi le gafatia o le charger ma le masini e faʻafetaui ai le voltage ma le tafe sili ona lelei. O iinei e tāua ai le USB Power Delivery (USB-PD). E mafai ai e le USB-PD ona talosagaina se faʻasologa sili ona lelei o le malosiaga, e pei o le 5V, 9V, 15V, poʻo le 20V, ma mafai ai ona fetuʻunaʻi le tafe e faʻaitiitia ai le teteʻe o le eletise i le uaea.
E sili atu ona alualu i luma le PPS (Programmable Power Supply)—o se vaega i le USB-PD e mafai ai ona faia ni fetuunaiga lelei o le voltage (laasaga laiti). Faatasi ai ma le PPS, e mafai e le charger ona tuuina atu se voltage e latalata i manaoga moni o le matagaluega o le faatumuina o le maa, ma iu ai i le liua sili atu ona lelei i totonu o le telefoni ma faaitiitia ai le vevela. O le tele o tekinolosi faʻaonaponei "fast charging" e faʻaaogaina lenei manatu, e faʻavave ai le faatumuina ma faʻatonutonuina ai le vevela.
Pulega o le Vevela: O le Ki i le Lelei Moni
Toetoe lava o le malosi uma e "leiloa" i totonu o se charger e iu lava ina avea ma vevela. O le mea lea, o se charger e sili ona lelei e tatau ona i ai se mamanu lelei o le vevela, e aofia ai:
– Fa'atulagaga sili ona lelei o le PCB e fa'aitiitia ai le tete'e ma nofoaga vevela.
– O mea e ufi ai le pusa e fesoasoani e fa'asa'oloto ai le vevela.
– O masini e iloa ai le vevela ma le puipuiga e mata'ituina ai vaega autū.
– Algorithm mo le fa'aitiitia o le malosi (derating) pe a maualuga tele le vevela.
E masani ona fa'atapula'aina le saoasaoa o le fa'atumuina e le o le malosiaga e alu i ai, ae o le gafatia o le masini e pulea ai le vevela. A'o si'itia le vevela, e masani ona fa'aitiitia e le maa le eletise e ulufale mai mo le saogalemu. O se fa'atumuina lelei e fesoasoani e puipuia ai le soona vevela, ma mafai ai ona umi se taimi e fa'atumu ai.
Fa'atumuina Lelei o le Tele-Port
E masani ona tele ni uafu o masini fa'aola fa'aonaponei (USB-C ma le USB-A) e fa'aola ai le tele o masini i le taimi e tasi. O le lu'itau o le tufatufaina atu ma le atamai o le eletise e aunoa ma le fa'aitiitia tele o le lelei o le fa'aogaina. O masini fa'aola e matua'i lelei tele e fa'atino:
– Fa'atulagaina o le malosiaga fa'asolosolo, fa'amuamua nisi masini.
– Pulea le uta e faatumauina ai le mautu o le voltage pe a aveese le uaea/fa'apipi'i le masini.
– Iloa uaea ma le fa'asologa ina ia lē "fa'amalosia" le eletise i masini e le lagolagoina.
O le lelei o le faʻatinoina o faʻataʻitaʻiga i le tele o uafu e le gata i le aofaʻi o fale suʻesuʻe, ae faʻapea foʻi i le mautu o le gaosiga i le taimi e faʻaaogaina ai i le lalolagi moni.
Algorithms o le Maa ma le Fa'atumuina: CC-CV i le Phased Charging
I masini, e masani ona fa'atumuina maa lithium e fa'aaoga ai le metotia CC-CV (Constant Current – Constant Voltage): muamua i se tafe maualuga ma tumau, ona sosoo ai lea ma le taimi e tumu ai le fa'atumu, sui i se voltage tumau ma fa'aitiitia le tafe. O le fa'atumuina lelei tele e fa'aaoga ai ni fuafuaga fa'aopoopo e pei o:
– Fa'asolosolo le fa'atumuina e paleni ai le vevela ma le saoasaoa.
– Fa'atapula'aina sa'o e fa'avae i luga o le vevela.
– Fa'aleleia atili i le va o le 20–80% e fa'ateleina ai le umi e ola ai le maa.
O nisi telefoni e faʻaaogaina foʻi maa e lua-selo poʻo pamu faʻatumu e maua ai le malosi tele ma le vevela maualalo. O le mea moni, e tupu le lelei atoatoa pe a galulue le charger ma le masini o se faiga e tasi.
Malosiaga ma le Lelei o le Fa'atalitali pe a Le Fa'atumuina
O se masini fa'atumu e fa'apipi'i pea i totonu o se sapalai i le puipui e tusa lava pe le o fa'aaogaina, e fa'aaogaina lava sina eletise itiiti (standby power). O tulafono fa'avaomalo e mana'omia ai e adapters ia maualalo le fa'aaogaina o le eletise i le taimi e fa'atali ai. I masini fa'atumu e sili ona lelei, e mafai e circuits fa'aonaponei ona ulufale i se faiga fa'asao, fa'aitiitia ai le tafe ma tumau ai le sauni e iloa pe a fa'apipi'i se masini.
E ui e foliga mai e laʻititi, ae o le faʻaitiitia o le eletise faʻatalitali e iai sona aafiaga tele pe a fuafuaina i le fua faatatau o le faitau miliona o aiga ma ofisa.
Puipuiga: Vaega o le Lelei o Galuega
E le tatau ona afaina le saogalemu i le maualuga o le lelei. O masini fa'atumu e sili ona lelei e masani ona i ai ni vaega puipuia e pei o:
– Puipuiga mai le so'ona fa'ateleina o le voltage, so'ona fa'ateleina o le eletise, ma le puipuiga mai le pu'upu'u o le eletise
– Puipuiga o le vevela o le adapter ma le vevela o le connector
– Mea e fa'amafanafana ai le eletise e ausia tulaga fa'atonuina (e.g. IEC)
– Puipuiga mai le osooso o le voltage
E sili atu ona mautu le fa'agaoioiga o masini saogalemu, ma e fesoasoani le mautu i le lelei o le fa'agaioiga e ala i le fa'aitiitia o tulaga "popole" e mafua ai le vevela po'o le motusia fa'afuase'i o le eletise.
Aafiaga i le Siosiomaga ma le Lumanai o Chargers
O le tekinolosi fa'atumuina e matua'i lelei tele e ogatasi ma sini fa'atumauina. O le maualuga o le fa'aogaina o le eletise o lona uiga e itiiti le fa'aumatia o le eletise. O tulaga fa'atulagaina e pei o le USB-C ma le USB-PD e fesoasoani e fa'aitiitia ai le mana'omia o le tele o fa'atumuina o le eletise, ma fa'aitiitia ai fo'i otaota eletise.
I le vaʻavaʻai atu i luma, o le a tatou vaʻaia ni aga autū se tele:
1. Ua taugofie ma taatele le GaN, ma ua avea ai ma mea masani ia mea e fa'atumu ai le eletise laiti ma malolosi.
2. USB-PD e maualuga atu le malosi ma sili atu ona lelei le fa'atulagaina.
3. Feso'ota'iga atamai: o le charger e iloa ai mamanu o le fa'aaogaina ma fa'aleleia atili ai le fa'atumuina mo le umi e ola ai le maa.
4. Fa'atumuina uaealesi e sili atu le lelei, fa'atasi ai ma le fa'atulagaina lelei o le maneta ma le puleaina o le malosiaga fa'afetaui.
5. Faiga fa'avae o le malosiaga mo le fale: o mea fa'apipi'i e feso'ota'i i le pulega atamai o le malosiaga e fa'atumu ai pe a maualalo le tau o le eletise pe a tele fo'i le malosiaga mai paneta o le la.
Fa'ato'a
O le tekinolosi fa'atumuina lelei tele e lē na'o le "vave." O se alualu i luma atoatoa: mai mea semiconductor e pei o le GaN, topologies fa'aonaponei o le liua o le eletise, tulaga fa'atautaia atamai o feso'ota'iga e pei o le USB-PD ma le PPS, i le pulega malosi o le vevela ma le puipuiga o le saogalemu. O le i'uga o se poto masani sili atu ona faigofie o le fa'atumuina, masini e umi se taimi e fa'aaoga ai, fa'aitiitia le fa'aaogaina o le eletise, ma le fa'aitiitia o le a'afiaga i le siosiomaga. Fa'atasi ai ma le saoasaoa o mea fou o lo'o fa'aauau pea ona fa'atelevaveina, o le a fa'aitiitia, atamai, ma sili atu ona lelei masini fa'atumu i le lumana'i—ma avea ai le fa'atumuina o se vaega e le fa'alavelaveina i o tatou olaga fa'atekinolosi, ae le o se fa'alavelave.
