بسیاری از کاربران هنگام خرید پاوربانک تصور میکنند که اگر ظرفیت درجشده روی محصول ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعت باشد، این پاوربانک باید بتواند یک گوشی با باتری ۵٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی را دقیقاً دو بار شارژ کند. اما در عمل معمولاً چنین اتفاقی رخ نمیدهد. برای مثال، یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی اغلب تنها حدود یک تا یکونیم بار یک گوشی ۵٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی را شارژ میکند. این موضوع ممکن است این تصور را ایجاد کند که پاوربانک معیوب است یا ظرفیت اعلامشده آن واقعی نیست.
در حقیقت، در بیشتر مواقع پاوربانک کاملاً سالم است و عدد درجشده روی بدنه نیز نادرست نیست. اختلاف میان ظرفیت اعلامشده و عملکرد واقعی، به نحوه اندازهگیری ظرفیت باتریها، ولتاژ کاری سلولهای داخلی و همچنین اتلاف انرژی در مدارهای الکترونیکی مربوط میشود. به همین دلیل، اصطلاحی با عنوان «ظرفیت واقعی پاوربانک» مطرح میشود که معیار دقیقتری برای سنجش عملکرد یک پاوربانک به شمار میرود.
در این مقاله مفهوم ظرفیت واقعی پاوربانک بررسی میگردد، تفاوت آن با ظرفیت اسمی توضیح داده خواهد شد و نحوه محاسبه میزان شارژدهی واقعی یک پاوربانک نیز تشریح میشود تا هنگام خرید یا استفاده از این ابزار، دیدگاهی دقیقتر نسبت به عملکرد آن وجود داشته باشد.
تصویر(1)
ظرفیت اسمی و ظرفیت واقعی پاوربانک چه تفاوتی دارند؟
روی جعبه یا بدنه بیشتر پاوربانکها معمولاً دو عدد مختلف دیده میشود. نخستین عدد همان ظرفیت بزرگ و تبلیغاتی است که معمولاً با فونت درشت نوشته شده است؛ مانند ۱۰٬۰۰۰ یا ۲۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعت. اما در بخش مشخصات فنی، عدد کوچکتری نیز وجود دارد که بسیاری از کاربران به آن توجه نمیکنند.
ظرفیت اسمی
ظرفیت اسمی یا Cell Capacity مجموع ظرفیت سلولهای داخلی پاوربانک است. این سلولها معمولاً از نوع لیتیومیون یا لیتیومپلیمر هستند و با ولتاژ حدود ۳٫۷ ولت کار میکنند. بنابراین زمانی که روی یک پاوربانک عبارت ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعت نوشته میشود، منظور این است که مجموع ظرفیت سلولهای داخلی آن در ولتاژ ۳٫۷ ولت برابر با ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعت است.
این عدد لزوماً به معنای مقدار شارژی نیست که از درگاه USB خارج میشود، زیرا خروجی USB با ولتاژ متفاوتی کار میکند.
تصویر(2)
ظرفیت واقعی
ظرفیت واقعی پاوربانک یا Rated Capacity مقدار انرژی قابلاستفادهای است که از درگاه USB با ولتاژ ۵ ولت به گوشی یا دستگاههای دیگر منتقل میشود. این عدد همیشه از ظرفیت اسمی کمتر بوده و معمولاً در مشخصات فنی درج میشود.
برای مثال، ممکن است یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی در عمل ظرفیت واقعی حدود ۶٬۰۰۰ تا ۷٬۰۰۰ میلیآمپرساعت داشته باشد. این اختلاف کاملاً طبیعی است و نشاندهنده خرابی دستگاه نیست .در واقع، ظرفیت اسمی به انرژی ذخیرهشده در سلولهای داخلی اشاره دارد، در حالی که ظرفیت واقعی پاوربانک مقدار انرژی قابل تحویل به دستگاه مقصد را نشان میدهد.
چرا ظرفیت واقعی پاوربانک کمتر از ظرفیت اسمی است؟
اختلاف میان ظرفیت اسمی و ظرفیت واقعی پاوربانک به دو عامل اصلی تغییر ولتاژ و اتلاف انرژی در مدارها مربوط میباشد.
۱. تغییر ولتاژ از ۳٫۷ ولت به ۵ ولت
سلولهای داخلی پاوربانک با ولتاژ ۳٫۷ ولت کار میکنند، اما گوشی و دیگر دستگاهها از طریق درگاه USB با ولتاژ ۵ ولت شارژ میشوند. به همین دلیل، پاوربانک باید ولتاژ خروجی را از ۳٫۷ ولت به ۵ ولت افزایش دهد.
در این فرایند، مقدار میلیآمپرساعت خروجی کاهش پیدا میکند. این کاهش به معنای از بین رفتن انرژی نیست، بلکه صرفاً نتیجه یک محاسبه ریاضی است. انرژی کل ثابت میماند، اما چون در ولتاژ بالاتری توزیع میگردد، مقدار میلیآمپرساعت کمتر به نظر میرسد. برای نمونه، یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی با ولتاژ ۳٫۷ ولت دارای انرژی معادل ۳۷ واتساعت است. اگر همین انرژی با ولتاژ ۵ ولت تحویل داده شود، ظرفیت خروجی آن به حدود ۷٬۴۰۰ میلیآمپرساعت کاهش پیدا میکند.
به همین دلیل، حتی پیش از در نظر گرفتن اتلاف مدارها، حدود ۲۵ تا ۳۰ درصد اختلاف میان ظرفیت اسمی و ظرفیت واقعی وجود دارد.
۲. اتلاف انرژی در مدار تبدیل ولتاژ
افزایش ولتاژ توسط یک مدار الکترونیکی به نام مبدل افزاینده یا Boost Converter انجام میشود. هیچ مدار الکترونیکی بازدهی صددرصدی ندارد و بخشی از انرژی در این فرایند به گرما تبدیل میگردد. بسته به کیفیت پاوربانک، بازدهی این مدارها معمولاً بین ۷۵ تا ۹۰ درصد است. هرچه کیفیت قطعات و طراحی مدار بهتر باشد، اتلاف انرژی کمتر خواهد بود.
برای مثال، اگر ظرفیت خروجی تئوری یک پاوربانک پس از تبدیل ولتاژ ۷٬۴۰۰ میلیآمپرساعت باشد و بازدهی مدار ۸۰ درصد در نظر گرفته شود، ظرفیت واقعی پاوربانک به حدود ۵٬۹۲۰ میلیآمپرساعت میرسد. به همین دلیل، پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی در بسیاری از شرایط، در عمل چیزی نزدیک به ۶٬۰۰۰ میلیآمپرساعت انرژی مفید ارائه میدهد.
تصویر(3)
عوامل دیگری که روی ظرفیت واقعی پاوربانک تأثیر میگذارند
علاوه بر اختلاف ولتاژ و بازدهی مدار، چند عامل دیگر نیز میتوانند باعث کاهش ظرفیت واقعی پاوربانک شوند.
-
کیفیت کابل شارژ
کابلهای بیکیفیت معمولاً مقاومت بیشتری دارند و بخشی از انرژی را در مسیر انتقال تلف میکنند. استفاده از کابلهای ارزان یا آسیبدیده میتواند باعث افت ولتاژ و کاهش سرعت و کیفیت شارژ شود.
-
شارژ سریع
پروتکلهای شارژ سریع مانند PD و QC معمولاً به دلیل استفاده از ولتاژ و جریان بالاتر، اتلاف بیشتری نسبت به شارژ معمولی دارند. در نتیجه، هنگام استفاده از شارژ سریع، ظرفیت واقعی پاوربانک اندکی کمتر از حالت عادی خواهد بود.
-
دمای محیط
گرمای زیاد یا سرمای شدید بر عملکرد سلولهای باتری تأثیر منفی میگذارد. در دمای بالا، بخشی از انرژی به شکل گرما تلف میشود و در دمای پایین نیز توانایی باتری برای ذخیره و انتقال انرژی کاهش پیدا میکند.
-
سلامت باتری پاوربانک
باتری پاوربانک نیز مانند هر باتری دیگری با گذشت زمان فرسوده میشود. پس از صدها بار شارژ و تخلیه، ظرفیت واقعی پاوربانک کاهش پیدا کرده و ممکن است عملکرد آن نسبت به روزهای اول ضعیفتر شود.
روش محاسبه ظرفیت واقعی پاوربانک
برای محاسبه دقیق ظرفیت واقعی پاوربانک، بهترین روش تبدیل ظرفیت میلیآمپرساعت به واتساعت است. واتساعت معیار دقیقتری برای مقایسه انرژی باتریها محسوب میشود.
فرمول محاسبه انرژی باتری به این صورت است:
واتساعت = (میلیآمپرساعت × ولتاژ) ÷ ۱۰۰۰
برای مثال، اگر یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی با ولتاژ ۳٫۷ ولت وجود داشته باشد:
۳۷ = (۱۰٬۰۰۰ × ۳٫۷) ÷ ۱۰۰۰
بنابراین انرژی واقعی ذخیرهشده در سلولهای این پاوربانک برابر با ۳۷ واتساعت است.
حال اگر یک گوشی دارای باتری ۵٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی با ولتاژ ۳٫۷ ولت باشد، انرژی باتری آن برابر خواهد بود با:
۱۸٫۵ = (۵٬۰۰۰ × ۳٫۷) ÷ ۱۰۰۰
در نگاه اول ممکن است تصور شود که پاوربانک ۳۷ واتساعتی باید دقیقاً دو بار این گوشی را شارژ کند، زیرا:
۲ = ۱۸٫۵ ÷ ۳۷
اما همانطور که گفته شد، بخشی از انرژی در مدار پاوربانک، کابل و مدار شارژ گوشی از بین میرود. اگر بازدهی کلی سیستم حدود ۷۰ درصد در نظر گرفته شود، تعداد واقعی دفعات شارژ از رابطه زیر به دست میآید:
تعداد شارژ واقعی = (انرژی پاوربانک ÷ انرژی باتری گوشی) × ۰٫۷
بنابراین:
۱٫۴ = (۳۷ ÷ ۱۸٫۵) × ۰٫۷
در نتیجه، یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی معمولاً میتواند یک گوشی ۵٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی را حدود ۱٫۴ بار شارژ کامل کند.
این عدد در شرایط مختلف ممکن است کمی کمتر یا بیشتر شود. برای مثال، استفاده از کابل استاندارد و پاوربانک باکیفیت میتواند این مقدار را به حدود ۱٫۵ بار برساند، در حالی که استفاده از شارژ سریع یا کابل ضعیف ممکن است آن را به حدود ۱٫۲ بار کاهش دهد.
تصویر(4)
هنگام خرید پاوربانک به چه نکاتی باید توجه شود؟
برای انتخاب یک پاوربانک مناسب، توجه صرف به ظرفیت اسمی کافی نیست. بهتر است هنگام خرید، موارد زیر بررسی شود:
- ظرفیت واقعی درجشده در مشخصات فنی
- بازدهی مدار و کیفیت برند سازنده
- پشتیبانی از شارژ سریع استاندارد
- نوع و کیفیت سلولهای داخلی
- تعداد و نوع درگاههای خروجی
- کیفیت کابل همراه
- وجود استانداردهای ایمنی و محافظتی
پاوربانکهای برندهای معتبر معمولاً ظرفیت واقعی را بهصورت شفاف اعلام میکنند. اگر روی یک محصول تنها ظرفیت اسمی نوشته شده باشد و هیچ اشارهای به ظرفیت خروجی یا Rated Capacity نشده باشد، احتمال دارد عملکرد آن کمتر از انتظار باشد.
نتیجهگیری
اختلاف میان عدد درجشده روی پاوربانک و میزان شارژدهی واقعی، مسئلهای طبیعی و اجتنابناپذیر است. ظرفیت اسمی بر اساس ولتاژ ۳٫۷ ولت سلولهای داخلی محاسبه میشود، در حالی که خروجی USB با ولتاژ ۵ ولت کار میکند. علاوه بر این، بخشی از انرژی نیز در مدارهای تبدیل ولتاژ، کابل شارژ و مدار داخلی گوشی از بین میرود.
به همین دلیل، در این مقاله میهن وب هاست عنوان شده است که ظرفیت واقعی پاوربانک همیشه کمتر از ظرفیت تبلیغشده آن است. یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی معمولاً در عمل حدود ۶٬۰۰۰ تا ۷٬۰۰۰ میلیآمپرساعت انرژی مفید ارائه میدهد و میتواند یک گوشی ۵٬۰۰۰ میلیآمپرساعتی را حدود ۱٫۴ بار شارژ کند. شناخت مفهوم ظرفیت واقعی پاوربانک باعث میشود انتخاب آگاهانهتری انجام شود و انتظار واقعبینانهتری از عملکرد پاوربانک وجود داشته باشد.