Cum să rezolvăm dilema mondială a surselor de alimentare de perete folosind „pini” c.a. interschimbabili

Multe standarde tehnice sunt acum unificate sau armonizate la nivel global în regiuni mari din întreaga lume. De exemplu, standardele IEC și standardele UL asociate definesc cerințele de siguranță necesare pentru produsele de consum. Există standarde similare și coerente pentru dispozitivele medicale. Chiar și sursele de alimentare c.a./c.c. de bază, care trebuie să îndeplinească numeroase standarde de siguranță și performanță, sunt suficient de unificate pentru ca un singur model de sursă să poată fi vândut în întreaga lume.

Cu toate acestea, există un domeniu în care nu există și nici nu va exista un astfel de grad ridicat de uniformitate: fișa și priza de alimentare cu curent alternativ care conectează produsele de consum de mici dimensiuni și unitățile medicale la adaptorul/sursa de alimentare c.a./c.c. montat(ă) pe perete. Din motive istorice, multe țări (și, uneori, chiar regiuni din cadrul unei țări) au propriul aranjament preferat al prizelor, numit „pini” în industrie.

Prin urmare, vânzătorii unităților de alimentare mici de perete, de putere mică (<10 wați) trebuie să stocheze și să furnizeze unități de alimentare care sunt identice – cu excepția pinilor. Acest lucru complică lanțul de aprovizionare, crește costurile și crește riscul de indisponibilitate. O altă opțiune este de a utiliza așa-numitele unități de birou cu cabluri de alimentare înlocuibile, în locul surselor de alimentare montate pe perete, dar acest lucru crește costurile și inconveniențele.

Acest articol va prezenta o soluție inovatoare la această problemă aparent modestă, dar frustrantă. GlobTek, Inc. oferă surse de alimentare c.a./c.c. pentru montare pe perete cu pini interschimbabili, care pot fi schimbați de către utilizator, precum și unități de birou care pot fi reamenajate, ceea ce permite adaptarea fișei de alimentare de către OEM sau de către utilizatorul final, pentru a îndeplini cerințele locale de configurare. Acest design inovator este disponibil pentru sursele de alimentare în cazul în care un cablu de alimentare discret – permanent sau detașabil – nu este o opțiune practică sau de dorit.

Lumea este unificată – sau poate nu

În ciuda unei tehnologii și a unei economii globale în mare măsură armonizate, există zeci de aranjamente standard de pini (denumiți informal și adesea fișe și prizele lor) utilizați în întreaga lume pentru linia c.a. de bază (Figura 1). Unele sunt standardizate pe scară largă, cum ar fi fișele cu doi și trei pini din America de Nord, în timp ce altele au un domeniu de aplicare foarte limitat.

Figura 1: se prezintă câteva dintre numeroasele aranjamente de pini cu fișă și priză utilizate în întreaga lume. (Sursa imaginii: Gear Patrol)

Motivele pentru această diversitate a configurației pinilor variază. În unele cazuri, acesta a fost rezultatul încercării unui furnizor local de energie electrică sau a unui producător de aparate de a deține un anumit control asupra conexiunilor, fie din motive de coerență, fie din motive de blocare a pieței. De asemenea, multe dintre primele sisteme de energie electrică (sursele și rețeaua asociată) erau foarte localizate și deserveau doar o regiune mică, astfel încât nu aveau nevoie de un sistem comun.

Nu doar dispunerea pinilor este importantă, ci și dimensiunile acestora. În unele cazuri, diferența dintre configurațiile pinilor este destul de mică și aproape invizibilă cu ochiul liber. De exemplu, fișa nord-americană NEMA 5-15 și fișa japoneză JIS C 8303 arată la fel, dar există câteva diferențe esențiale. În timp ce pinii au aceeași lățime, lungimea lor diferă (Figura 2).

Figura 2: fișa standard nord-americană NEMA 5-15 și cea japoneză JIS C 8303 cu trei pini sunt foarte asemănătoare, dar există mici diferențe de dimensiuni. (Sursa imaginii: Interpower Corp.)

Această varietate reprezintă o provocare serioasă pentru vânzătorii de sisteme alimentate cu curent alternativ, precum și pentru conexiunile și adaptoarele de alimentare ale acestora. Pentru sisteme, soluția obișnuită este de a livra unități cu cabluri de linie c.a. detașabile ce permit cuplarea cu un soclu de priză standard internațional IEC 60320 C14 (Figura 3) – denumit oficial Power Entry Module sau PEM – pe carcasă sau șasiu, apoi de a livra cablul corespunzător împreună cu unitatea (sau utilizatorul final îl poate achiziționa local).

Figura 3: soclul de priză IEC 60320 C14 este utilizat pe scară largă pe șasiuri și este cuplat cu un cablu care are la un capăt o fișă de linie c.a. adecvată și un conector corespunzător la capătul șasiului. (Sursa imaginii: Interpower Corp.)

Pentru dispozitive precum laptopurile și PC-urile, există, de asemenea, posibilitatea de a utiliza un cablu cu fișa IEC 60320 C5 și soclul IEC 60320 C6 montat pe șasiu pe adaptorul c.a. (Figura 4). (Rețineți că, chiar și la nivel internațional, acesta este adesea denumit conector „Mickey Mouse” datorită formei sale – fără lipsă de respect!).

Figura 4: un alt conector comun pentru cablurile c.a. internaționale detașabile, cum ar fi cele de pe adaptoarele c.a., este fișa IEC 60320 C5 (stânga) și soclul corespunzător IEC 60320 C6 (centru); din cauza formei secțiunii sale transversale, acest conector este adesea numit „Mickey Mouse” (dreapta). (Surse imagini: stânga și centru, Digital Plug and Socket Museum; centru, Wikipedia)

Alternativ, utilizatorii finali ar putea folosi un adaptor detașabil din acele kituri omniprezente pentru „călătorii internaționale”. Totuși, acestea sunt, de obicei, de calitate inferioară, incomode, voluminoase și, în general, nu pot fi utilizate cu ușurință pentru aplicații serioase (Figura 5).

Figura 5: aceste kituri de adaptoare universale pot fi utile pentru călătorii, dar, în general, nu sunt potrivite pentru majoritatea situațiilor de conectare a pinilor de alimentare cu un adaptor. (Sursa imaginii: CNN)

Cu toate acestea, niciuna dintre aceste soluții nu reprezintă o opțiune viabilă sau atractivă pentru adaptoarele c.a. de mici dimensiuni și cu putere redusă care se conectează direct la priza c.a. (adesea numite adaptoare de perete). Prin urmare, aici este nevoie de o anumită inovație.

O abordare mai bună: pini înlocuibili

În loc să se încerce furnizarea diferitelor adaptoare c.a./c.c. montate pe perete pentru fiecare configurație de pini sau să se recurgă la adaptoare mai costisitoare, care nu sunt montate pe perete și care au cabluri c.a. ce pot fi înlocuite de către utilizator, o abordare mai creativă este aceea de a păstra adaptorul, dar de a oferi în schimb pini ușor de înlocuit (Figura 6).

Figura 6: prin oferirea ansamblurilor de pini care pot fi schimbate de către utilizator, o singură unitate de alimentare montată pe perete poate fi configurată cu ușurință pentru a funcționa cu mai multe prize c.a. din întreaga lume. (Sursa imaginii: GlobTek, Inc.)

Acest lucru permite furnizorilor să aibă mult mai puține articole distincte, deoarece trebuie să furnizeze doar pinii corespunzători – un accesoriu pasiv mai mic, mai ușor – pentru o anumită regiune. Utilizarea pinilor detașabili nu compromite integritatea mecanică sau electrică. Toate unitățile cu pini detașabili îndeplinesc toate standardele de reglementare relevante la nivel mondial și regional în ceea ce privește performanța, siguranța, eficiența și capacitățile.

În plus, sunt disponibile unități care îndeplinesc standardele de Clasa I sau Clasa II. În cazul surselor de alimentare din Clasa I, utilizatorul este protejat de nivelurile periculoase ale tensiunii de intrare prin cel puțin un strat de izolare de bază și un șasiu conductor împământat. Toate sursele de alimentare din Clasa I trebuie să aibă masa de siguranță conectată la un șasiu conductor electric din sursa de alimentare.

În schimb, sursele de alimentare din Clasa II protejează utilizatorul de nivelurile periculoase ale tensiunii de intrare prin cel puțin un strat de izolație de bază, plus un strat de izolație suplimentară sau un strat de izolație consolidată. Datorită acestei izolații duble sau consolidate, nu este necesar ca sursele de alimentare IEC de Clasa II să aibă conexiunea conductorului de masă de siguranță – al treilea pin de pe conector.

Un exemplu este WR9QD666KRPNG2309(R), un adaptor extern de 9 volți, 6 wați c.a./c.c. pentru montare pe perete, cu intrare cu mai mulți pini; un singur pin este inclus cu unitatea. Această unitate de Clasa I măsoară aproximativ 65 × 42 × 31 milimetri (mm) și este echipată cu un conector cilindric tip mamă de 3,5 × 1,3 × 12,0 mm la capătul cablului standard de ieșire c.c. de 183 centimetri (cm) (alți conectori/alte lungimi sunt disponibile ca articole opționale comandate) (Figura 7).

Figura 7: WR9QD666KRPNG2309(R) este un adaptor de perete de Clasa I care furnizează 9 volți la o putere de până la 6 wați într-o capsulă mică și eficientă. (Sursa imaginii: GlobTek, Inc.)

Pentru aplicațiile din Clasa II, adaptorul extern cu montare pe perete WR9QE500CCPNAIMR6B c.a./c.c. furnizează 12 volți la o putere de până la 6 wați/0,5 amperi (A) (Figura 8). Fiind o unitate de Clasa II, acesta necesită doar doi pini pe conectorul c.a. Cablarea standard a ieșirii c.c. este un cablu cu o lungime de 1.200 mm, cu un conector de 5,5 × 2,1 × 11 mm (Figura 8).

Figura 8: adaptorul extern pentru montare pe perete WR9QE500CCPNAIMR6B c.a./c.c. este integrat în Clasa II și, prin urmare, nu are nevoie de un al treilea pin de împământare. (Sursa imaginii: GlobTek, Inc.)

Pentru aplicații USB și aplicații de Clasa II cu consum redus de energie, adaptorul WR9QA1200USBNMEDRVB furnizează 5 volți la o putere de până la 6 wați. Spre deosebire de adaptoarele de perete cu un cablu și un conector de ieșire c.c., acest model este prevăzut cu o mufă USB Type „A” (Figura 9).

Figura 9: adaptorul WR9QA1200USBNMEDRVB de 5 volți/6 wați are un conector USB Type A în locul unui cablu și al unui conector de ieșire c.c. (Sursa imaginii: GlobTek, Inc.)

Pinii interschimbabili fac diferența

GlobTek oferă o selecție largă de pini detașabili/înlocuibili pentru a aborda complexitatea susținerii configurațiilor de fișe c.a. la nivel mondial (Figura 10).

Figura 10: o privire asupra unora dintre pinii oferiți de GlobTek arată cât de dificil este să se furnizeze o sursă „universală” pentru a obține compatibilitate la nivel mondial. (Sursa imaginii: GlobTek, Inc.)

O analiză detaliată a doi pini utilizați pe scară largă demonstrează simplitatea ansamblului de pini detașabili. Ansamblurile T3-NA cu pin interschimbabil R-NA-3 și T2-NA cu pin interschimbabil R-NA-2(R) sunt destinate utilizării în America de Nord pentru aplicații de Clasa I și, respectiv, Clasa II (Figura 11).

Figura 11: ansamblurile de pini pentru America de Nord includ versiuni de Clasa I (stânga) și Clasa II (dreapta). (Sursa imaginii: GlobTek, Inc.)

Instalarea sau înlocuirea unui ansamblu de pini este destul de simplă și nu necesită unelte. Pentru îndepărtare, presupunând că există deja un ansamblu de pini în poziție, se folosește un deget pentru a împinge și a ține în jos cheia de blocare cu arc. Apoi, în timp ce ține în jos știftul de blocare, utilizatorul trage de pinul c.a. pentru a-l îndepărta. Ansamblul de pini c.a. dorit se introduce pur și simplu până când se aude un clic.

Concluzie

Poate fi frustrant și dificil pentru furnizori sau utilizatorii finali să asigure compatibilitatea pentru numeroasele configurații de pini de prize c.a. utilizate în întreaga lume. Acest lucru este valabil în special pentru adaptoarele c.a./c.c. mici, montate pe perete, care nu au un cablu de linie detașabil. Furnizarea unui set divers de pini pentru compatibilitatea cu diferite locații este o problemă continuă, complicată și costisitoare. Pentru a depăși această dilemă, GlobTek oferă o gamă largă de adaptoare de perete cu putere redusă, cu pini care pot fi schimbați de către utilizator. Unitățile îndeplinesc toate cerințele de reglementare aplicabile și relevante în materie de siguranță, performanță și mediu.