Как называется адаптер для зарядки телефона

Пользователям мобильных устройств в 2000-х пришлось нелегко – они были вынуждены мириться с так называемой проприетарностью. Телефоны каждого из производителей оснащались уникальными разъёмами для зарядки – как следствие, ЗУ, например, для Nokia не работало с телефоном Motorola. Доходило и до абсурда – когда для двух телефонов одного производителя (финского) приходилось искать различные зарядные устройства. Недовольство пользователей оказалось настолько сильным, что вмешаться был вынужден Европарламент.

Сейчас ситуация в корне иная: практически все производители смартфонов оснащают свои гаджеты портами под зарядные устройства одного типа. Пользователю больше не приходится покупать новое ЗУ «в довесок» к телефону.

Кабели USB можно применять не только для передачи данных с ПК на гаджет, но и для зарядки мобильного устройства. Смартфоны способны пополнять «запасы» аккумулятора как от розетки, так и от компьютера, однако во втором случае зарядка займёт существенно больше времени. Традиционный кабель USB для смартфона с Android или с Windows Phone выглядит следующим образом:

Подобные кабели USB можно найти в различных расцветках на страницах каталога магазина GearBest.

На одном из его концов присутствует стандартный штекер USB 2.0 Type-A:

Этот штекер вставляется в USB-порт на компьютере или ноутбуке.

На втором конце провода – штекер microUSB.

Он, соответственно, вставляется в разъём микро-USB на мобильном устройстве.

Именно micro-USB 2.0 является сейчас унифицированным разъёмом: встретить его можно на смартфонах и планшетах почти всех производителей мобильной техники (за исключением Apple). Соглашение о стандартизации интерфейсов было подписано в 2011 году представителями 13-и компаний, лидирующих на мобильном рынке.

На Micro-USB выбор пал по ряду причин:

Конкуренцию micro-USB в борьбе за роль стандартного разъёма мог навязать Mini-USB. Мини-штекер выглядит так:

Этот вид USB-разъёма не подошёл в качестве стандартного, и вот почему:

В 2000-х разъём вида mini-USB можно было встретить на смартфонах производителей «второго сорта» — скажем, Philips и Alcatel. Сейчас мобильных гаджетов с мини-разъёмом на рынке не найдёшь.

Помимо тех USB-разъёмов, о которых мы упомянули (Micro-USB, Mini-USB, USB Type-A), есть и другие. Например, micro-USB стандарта 3.0 может использоваться для подключения к ПК жёстких дисков, а USB Type-B (квадратной формы) – для музыкальных инструментов (в частности, MIDI-клавиатуры). К мобильной технике эти разъёмы не имеют прямого отношения (если не считать Galaxy Note 3 c USB 3.0), поэтому более подробно мы о них рассказывать не будем.

Какими бывают USB-кабели для смартфонов?

Благодаря неистощимой фантазии китайских рукодельцев пользователи мобильной техники могут купить кабели совершенно разных формаций. Например, в эпоху проприетарности невероятной популярностью пользовался такой вот «монстр»:

Да, эта зарядка подходила ко всем основным разъёмам!

Подобные «мультитулы» и сейчас есть в продаже, однако штекеров у них поубавилось. Вот зарядка 4-в-1, которую можно заказать на GearBest дешевле, чем за 200 рублей:

Эта зарядка оснащена всеми современными штекерами – Lightning, 30Pin (оба для iPhone), microUSB, USB 3.0. Однозначно, «must-have» для пользователя!

Есть и другие любопытные варианты. Вот кабель от OATSBASF для тех, кто терпеть не может кабели:

Такой называется кабелем с функцией Stretch. Визуально он чем-то похож на игрушку Йо-Йо. Провод вытягивается на ту длину, которая необходима, а по окончании использования сматывается. Это очень удобно, потому как владельцу гаджета не приходится постоянно распутывать клубки проводов. Минус стретч-кабеля заключается в цене: по сравнению с обычными USB-кабелями на GearBest он почти вдвое дороже.

Вот ещё одно любопытное решение, предлагаемое GearBest – карманный кабель-брелок:

Этот кабель позволяет подзаряжать от компьютера два мобильных устройства одновременно (например, 5-ый Айфон и Android) и имеет очень соблазнительную цену – чуть более 100 рублей.

В отечественных магазинах и салонах пользователь, конечно же, не найдёт такого изобилия разнообразных кабелей, как на страницах каталогов GearBest и AliExpress. Кроме того, Data-оборудование в рознице стоит существенно дороже. По этим двум причинам пользователям рекомендуется заказывать USB-кабели именно из Китая.

Что такое стандарт OTG?

Наверняка многие видели такой кабель и задумывались, для чего он нужен:

Это кабель OTG; на одном его конце — штекер micro-USB, на втором – разъём USB 2.0, «мама». С помощью такого кабеля к смартфону или планшету можно подключить USB-флэшку, но только в том случае, если само мобильное устройство поддерживает стандарт OTG.

OTG (сокращение от On-The-Go) – это функция, предназначенная для быстрого соединения 2-х USB-устройств друг с другом, без посредничества компьютера. Подключить по OTG можно не только флэшку (хотя это, конечно, самый распространённый случай), но также, например, и компьютерную мышку, клавиатуру, внешний жёсткий диск, игровой руль, джойстик. Получится даже подсоединить смартфон к принтеру или МФУ, чтобы распечатать снимок, сделанный на камеру гаджета.

Кабели OTG для iPhone уже тоже появились, однако загрузить на «яблочное» устройство (без джейлбрейка) с внешнего носителя получается только фото и видео – и то лишь тогда, когда корневые папки на флэшке и сами фотографии имеют «правильные» названия.

Полного перечня смартфонов, поддерживающих функцию OTG, нет – просто потому, что наличием этого стандарта способны похвастать почти все современные гаджеты и список был бы огромен. Тем не менее, покупателю, намеревающемуся подключать к девайсу мышь или флэшку, стоит осведомиться у консультанта салона-магазина о поддержке OTG до того, как отдавать деньги – «на всякий пожарный».

USB Type-C: в чём преимущества?

Переход с micro-USB на USB Type-C – это новый тренд рынка мобильной электроники! Производители активно осваивают технологию и оснащают свои флагманские модели усовершенствованными разъёмами для зарядки и передачи данных. USB Type-C долго ждал «в тени»: разъём был создан ещё в 2013 году, однако только в 2016-м лидеры рынка обратили на него внимание.

Выглядит USB Type-C так:

В чём же заключаются преимущества Type-C перед привычным всем micro-USB?

Достоинством Type-C является также небольшая величина разъёма – всего лишь 8.4×2.6 миллиметра. По этому критерию технологии micro-USB и USB Type-C схожи.

У USB Type-C есть и недостатки, один из которых более чем существенный. Из-за нерегулируемой работы коннектора зарядка запросто может «поджарить» мобильное устройство. Такая вероятность не является чисто теоретической – возгорания случались и на практике. Именно по этой причине распространение неоригинальных, «кустарных» кабелей и зарядок USB Type-C запрещено.

Разъём USB Type-C уже установлен на следующих мобильных устройствах: Microsoft Lumia 950XL, LG G5 SE, HTC 10 Lifestyle, Huawei Honor 8, Asus Zenfone 3.

Заключение

Несмотря на возрастающую популярность USB Type-C, стандартный разъём USB в ближайшее время точно не «канет в Лету». Это не просто субъективное предположение, об этом говорит Дж. Рэйвенкрафт, президент компании USB Implementers Forum, поддерживающей и развивающей технологию USB. Рэйвенкрафт называет совершенно сумасшедшую цифру – 20 миллиардов; по его данным именно столько устройств в мире сейчас оснащено стандартными разъёмами USB-A.

Из-за подобной массовости новую технологию будут вводить эволюционно, а не революционно – чтобы пользователи имели возможность самостоятельно убедиться в преимуществах Type-C и принять решение об отказе от стандартного разъёма. При этом Рэйвенкрафт допускает, что, возможно, полного замещения USB-A не произойдёт никогда.

Каждый мобильный прибор комплектуется зарядным устройством. Но оно может выйти из строя или потеряться. Также проблема приобретения ЗУ может встать при покупке устройства с рук или если нужен адаптер для других видов работы (в автомобиле и т.п.).

Выбор зарядного устройство для смартфона

Чтобы правильно выбрать зарядное устройство, надо знать технические характеристики, определяющие потребительские свойства ЗУ. Не менее важно понимать, на что и в какую сторону влияет несоответствие параметров адаптера заданным в технических условиях на мобильный гаджет.

Типы зарядных устройств

Деление зарядок на виды можно выполнить по разным категориям — по схемотехнике, по КПД и т.п. Но для потребителя важнее, где и как он может применить ЗУ, поэтому лучше категорировать адаптеры по исполнению.

1. Сетевые зарядные устройства. Включаются в бытовую сеть 220 вольт. В 99+ процентах случаев выполняются по импульсной схеме.
2. Автомобильные зарядные устройства. Включаются в бортсеть автомобиля через разъем прикуривателя. Для упрощения схемотехники могут быть выполнены по линейной схеме.
3. Зарядники от разъема USB. Представляют собой обычный шнур с разъемом USB A на одной стороне и соответствующим коннектором на другой.

В большинстве случаев мобильные гаджеты комплектуются штатным сетевым адаптером, а остальные виды надо покупать отдельно.

Виды разъемов для зарядки

В начале эпохи мобильных гаджетов производители устройств делали разъемы каждый под себя. Это приносило им определенную дополнительную прибыль, так как владелец был вынужден приобретать только оригинальные зарядные устройства – другие не соответствовали по форме штекера или напряжению, подобрать подходящий вариант было сложно. Неудобства приходилось терпеть пользователям. Сейчас ситуация изменилась, ведущие участники рынка мобильных гаджетов стремятся к стандартизации. В большинстве устройств используется три типа терминалов для зарядки и передачи данных.

Lightning

Этот разъем применяется в мобильных устройствах Apple. Он пришел на замену громоздкому 30-пиновому терминалу и является стандартом для гаджетов производства этой фирмы, хотя есть сведения о планах компании перейти на USB Type С. Разъем является двухсторонним – подключать можно как одной, так и другой стороной. Такое решение при разработке коннектора было применено впервые, и на тот момент это был прорыв.

Преимуществами такого разъема является прочная конструкция, а также способность очищаться от загрязнений при подключении.

Если проанализировать расположение и назначение выводов в разъеме, становится очевидно, что функционал пинов несимметричен. Направление подключения определяется в момент соединения встроенной микросхемой. Эта же микросхема служит защитой от подделок.

MicroUSB

Этот разъем пришел на смену коннектору MiniUSB. Его видимое отличие от предыдущей модификации – размеры. На самом деле у microUSB появились и другие плюсы:

• увеличенная прочность и более длительный ресурс;
• повышенная надежность соединения.

К минусам относится необходимость позиционирования при подключении (разъем не является двусторонним подобно Type С или Lightning). Это привело к сокращению сектора использования данного терминала.

На шнурах для зарядки применяется вилка типа В, так как телефон в большинстве случаев выступает в роли периферийного устройства.

Провод 4 определяет назначение разъема в режиме On-the-Go (когда дополнительные устройства подключаются к телефону напрямую) – соединение с общим проводом означает, что конец подключается к хосту, а если контакт ни с чем не соединен, коннектор подключается к периферийному устройству.

USB Type C

Самым распространенным и одновременно самым перспективным является разъем для мобильной техники USB Type C. Разработан для применения с гаджетами с операционной системой Андроид, но его используют и производители другой мобильной техники.

Овальная вилка содержит два ряда контактов – один ряд нумеруется от A1 до А12, другой – от B1 до B12. Контакты расположены симметрично, поэтому штекер можно вставлять любой стороной и никаких микросхем для определения положения не требуется. Контакты можно сгруппировать по функционалу.

Шина питания распараллелена на два пина. Это позволяет передавать дополнительную мощность, которая у некоторых кабелей может достигать 100 ватт. Это подразумевает ток до 20 ампер при напряжении питания 5 вольт. Обычный шнур рассчитан на ток 1,5 или 3 ампера.

Выводы приемника (RX) и передатчика (TX) шины USB 3.0 в кабеле перекрещены (перекроссированы), поэтому то, что с одной стороны является входом приемника, на другой стороне подключается к выходу передатчика и наоборот. Пин конфигурации определяет:

• наличие подключенного периферийного устройства;
• потребные параметры питания периферии (ток и напряжение);
• некоторые другие функции в определенных ситуациях.

Пин SBU используется очень редко.

Разъем USB Type С обладает намного большими возможностями относительно Lightning и лучшими перспективами развития. Поэтому сведения о возможном переходе техники Apple на этот тип коннектора имеют под собой основания.

Для наглядности подкрепим видеоролик.

Параметры тока

При выборе типа зарядных устройств в первую очередь надо обратить внимание на один из самых важных параметров – наибольший ток, который может выдавать адаптер. Чем меньше ток, тем дольше будет заряжаться аккумулятор, а если ЗУ рассчитано на совсем малый ток (0,5 А и меньше), то оно может отключаться по защите от перегрузки. Такая зарядка подойдет для заряжания беспроводных наушников и других маломощных устройств.

Для смартфонов среднего класса вполне подойдет ЗУ с током 1,0..1,5 А (1000..1500 мА). Для телефонов посерьезнее и другой техники с емкими АКБ надо выбирать адаптеры с током 1,5..3 А. Если устройство поддерживает функцию быстрой зарядки, то потребуется ток не менее 5 А. Самый простой способ определить потребный ток – посмотреть параметры на корпусе родного ЗУ и приобрести зарядку с не меньшей или большей мощностью.

Наличие быстрой зарядки

Некоторые смартфоны поддерживают быструю зарядку. Она производится большим током, поэтому надо выбирать ЗУ с соответствующими параметрами (от 5 А). Производители утверждают, что такой режим не повреждает аккумулятор, но это заявление достаточно лукавое. Явно вывести из строя аккумуляторную батарею повышенный в разумных пределах зарядный ток не может, но при этом значительно (в разы) сокращается ресурс батареи. Выбор за пользователем. Кроме того, не каждый гаджет поддерживает такой режим. Поэтому, прежде чем платить за дополнительную мощность, надо выяснить, понадобится ли подобная функция вообще.

Выбор USB провода

Кроме сетевого адаптера, надо обратить внимание и на провод. Он выполняется съемным и продается отдельно.

Форма кабеля

Кабели чаще всего бывают плоские или круглые. На ток и время заряда форма влияния не оказывает, это просто удобство использования (большей частью, личные предпочтения):

• плоский шнур меньше склонен к запутыванию;
• круглый занимает меньше места в скрученном положении.

Большее значение имеет длина кабеля – чем он короче, тем он меньше ограничивает ток зарядки. В коротком шнуре меньше потерь, что важно при зарядке от PowerBank. Зато длинный в некоторых случаях предпочтительнее – когда надо работать и одновременно заряжать гаджет, а источник питания находится далеко. В отдельных ситуациях удобно применять шнур, завитый в форме пружины – он также не склонен к запутыванию.

Спиральный шнур можно сделать самостоятельно. Для этого его надо намотать на подходящую оправку (концы можно закрепить, например, пластиковыми хомутами) и прогреть кабель феном. После полного остывания получившийся спиральный шнур готов к применению. Если фена нет, намотанный на оправку провод можно ненадолго опустить в кипящую воду, следя, чтобы жидкость не попала в разъемы.

Материал оплетки

Большинство шнуров выпускаются в обычной ПВХ-изоляции. Она имеет отличные электрические свойства, но ее устойчивость к механическому воздействию, включая перетирание, невысока. Также у такого шнура высока вероятность перелома проводников при сгибании под малыми радиусами. Поэтому часто кабели для зарядки дополняют оплеткой, которая выполняется из различных материалов (по убыванию защитных свойств):

• металлическая – самая прочная, но наименее гибкая оплетка;
• плетеная оболочка из полимеров;
• гладкая оплетка из пластика (наиболее бюджетный вариант).

На электрические характеристики дополнительная оболочка влияния не оказывает, при ремонте кабеля ее часто просто удаляют.

Сила пропускного тока

От толщины проводника и материала зависит, будет ли он греться при достаточно большом токе зарядки. На самом деле, провода, сечением 0,75 кв. мм (диаметр без изоляции 1 мм) разумной длины хватит, чтобы без проблем работать при токах до 8 А. Этого хватит на все случаи жизни. Провода меньшего диаметра не используются по соображениям механической прочности. Да и определить даже на глаз сечение проводящей жилы непросто – она находится под изоляцией.

Но если есть подозрения, что толщина проводников все же невелика по отношению к заявленному току, лучше воздержаться от покупки такого шнура. Возможен перегрев и даже возгорание. Окончательно ток заряда определяется по меньшему из двух значений – наибольший ток адаптера или наибольший допустимый ток шнура.

Плюсы и минусы магнитных штекеров

Не так давно в продажу стали поступать магнитные разъемы для телефона, которые быстро обрели популярность. Суть такого коннектора в том, что в гнездо телефона вставляется дополнительный переходник, с одной стороны которого установлен штекер, соответствующий терминалу телефона, а с другой – две (или больше) магнитные контактные площадки.

На шнуре к зарядному устройству находится ответная часть, которая сопрягается с переходником посредством магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами. На расстоянии порядка одного-двух сантиметров обе стороны притягиваются и становятся в рабочее положение. При этом не надо искать визуально или на ощупь точное местонахождение розетки на телефоне и не надо определять полярность подключения для разъема microUSB. Особенно это удобно при езде в автомобиле. При этом шнур лишний раз не перекручивается, что продлевает срок его службы.

Механические нагрузки на гнездо телефона сокращаются в несколько раз, что также продлевает период надежной работы. К плюсам также можно отнести защиту внутреннего разъема гаджета от попадания грязи.

Но у такого коннектора есть и недостатки. В первую очередь, это появление лишнего разъемного контакта, а значит дополнительного источника ненадежности. Кроме того, этот контакт несколько снижает зарядный ток и увеличивает время пополнения энергии. Загрязнение открытой поверхности коннектора может привести к ухудшению качества контакта и к еще большему ограничению зарядного тока, а магнит способен притягивать металлическую пыль. Твердые частицы на поверхности также мешают надежному сопряжению.

Многие магнитные разъемы имеют всего две контактные площадки, предназначенные для зарядного напряжения. Это означает, что для передачи данных в шнуре просто нет проводников, и, например, скачать файлы с компьютера с помощью такого кабеля нельзя. Для тех шнуров, что такую возможность дают, нужен специальный переходник с большими размерами. Он заметно выступает за габариты гаджета. И немаловажный факт – стоит магнитный шнур дороже, чем обычный.

Видео-обзор магнитных кабелей.

Качество китайских зарядок и проводов

Дешевые зарядные устройства и кабели от неизвестных производителей из Юго-Восточной Азии могут быть некачественными. В первую очередь это относится к применению в проводниках вместо меди сплавов неизвестного состава. Это может привести к перегреву или ограничению зарядного тока. К этому же эффекту приводят заниженное сечение проводов и некачественная пайка (а то и обжимное соединение) разъемов. Упрощенная схемотехника может привести к неоптимальным режимам зарядки, что снижает ресурс АКБ. А самое простое, но неприятное – срок жизни таких устройств, как правило, недолог, и подвести такой адаптер может в любой момент.

Выбирать зарядное устройство для мобильного гаджета надо осознанно. В противном случае не избежать не только разочарований, но и технических проблем. А в худшем случае еще и финансовых потерь.

An AC adapter or AC/DC adapter is a type of external power supply, often enclosed in a case similar to an AC plug. Other common names include wall wart, power brick, wall charger, and power adapter. Adapters for battery-powered equipment may be described as chargers or rechargers (see also battery charger). AC adapters are used with electrical devices that require power but do not contain internal components to derive the required voltage and power from mains power. The internal circuitry of an external power supply is very similar to the design that would be used for a built-in or internal supply.

External power supplies are used both with equipment with no other source of power and with battery-powered equipment, where the supply, when plugged in, can sometimes charge the battery in addition to powering the equipment.

Use of an external power supply allows portability of equipment powered either by mains or battery without the added bulk of internal power components, and makes it unnecessary to produce equipment for use only with a specified power source; the same device can be powered from 120 VAC or 230 VAC mains, vehicle or aircraft battery by using a different adapter. Another advantage of these designs can be increased safety; since the hazardous 120 or 240 volt mains power is transformed to a lower, safer voltage at the wall outlet and the appliance that is handled by the user is powered by this lower voltage.

Modes of operation[edit]

Originally, most AC/DC adapters were linear power supplies, containing a transformer to convert the mains electricity voltage to a lower voltage, a rectifier to convert it to pulsating DC, and a filter to smooth the pulsating waveform to DC, with residual ripple variations small enough to leave the powered device unaffected. Size and weight of the device was largely determined by the transformer, which in turn was determined by the power output and mains frequency. Ratings over a few watts made the devices too large and heavy to be physically supported by a wall outlet. The output voltage of these adapters varied with load; for equipment requiring a more stable voltage, linear voltage regulator circuitry was added. Losses in the transformer and the linear regulator were considerable; efficiency was relatively low, and significant power dissipated as heat even when not driving a load.

Early in the twenty-first century, switched-mode power supplies (SMPSs) became almost ubiquitous for this purpose due to their compact size and light weight relative to their power output ability. Mains voltage is rectified to a high direct voltage driving a switching circuit, which contains a transformer operating at a high frequency and outputs direct current at the desired voltage. The high-frequency ripple is more easily filtered out than mains-frequency. The high frequency allows the transformer to be small, which reduces its losses; and the switching regulator can be much more efficient than a linear regulator. The result is a much more efficient, smaller, and lighter device. Safety is ensured, as in the older linear circuit, because a transformer still provides galvanic isolation.

A linear circuit must be designed for a specific, narrow range of input voltages (e.g., 220–240 VAC) and must use a transformer appropriate for the frequency (usually 50 or 60 Hz), but a switched-mode supply can work efficiently over a very wide range of voltages and frequencies; a single 100–240 VAC unit will handle almost any mains supply in the world.

However, unless very carefully designed and using suitable components, switching adapters are more likely to fail than the older type, due in part to complex circuitry and the use of semiconductors. Unless designed well, these adapters may be easily damaged by overloads, even transient ones, which can come from lightning, brief mains overvoltage (sometimes caused by an incandescent light on the same power circuit failing), component degradation, etc. A very common mode of failure is due to the use of electrolytic capacitors whose equivalent series resistance (ESR) increases with age; switching regulators are very sensitive to high ESR (the older linear circuit also used electrolytic capacitors, but the effect of degradation is much less dramatic). Well-designed circuits pay attention to the ESR, ripple current rating, pulse operation, and temperature rating of capacitors.^[1]

Many inexpensive switched-mode AC adapters do not implement adequate filtering and/or shielding for electromagnetic interference that they generate. The nature of these high speed, high-energy switching designs is such that when these preventative measures are not implemented, relatively high energy harmonics can be generated, and radiated, well into the radio portion of the spectrum. The amount of RF energy typically decreases with frequency; so, for instance, interference in the medium wave (US AM) broadcast band in the one megahertz region may be strong, while interference with the FM broadcast band around 100 megahertz may be considerably less. Distance is a factor; the closer the interference is to a radio receiver, the more intense it will be. Even WiFi reception in the gigahertz range can be degraded if the receiving antennae are very close to a radiating AC adapter. A determination of if interference is coming from a specific AC adaptor can be made simply by unplugging the suspect adapter while observing the amount of interference received in the problem radio band. In a modern household or business environment, there may be multiple AC adapters in use; in such a case, unplug them all, then plug them back in one by one until the culprit or culprits is found.

Advantages[edit]

External AC adapters are widely used to power small or portable electronic devices. The advantages include:

• Safety – External power adapters can free product designers from worrying about some safety issues. Much of this style of equipment uses only voltages low enough not to be a safety hazard internally, although the power supply must out of necessity use dangerous mains voltage. If an external power supply is used (usually via a power connector, often of coaxial type), the equipment need not be designed with concern for hazardous voltages inside the enclosure. This is particularly relevant for equipment with lightweight cases which may break and expose internal electrical parts.
• Heat reduction – Heat reduces reliability and longevity of electronic components, and can cause sensitive circuits to become inaccurate or malfunction. A separate power supply removes a source of heat from the apparatus.
• Electrical noise reduction – Because radiated electrical noise falls off with the square of the distance, it is to the manufacturer’s advantage to convert potentially noisy AC line power or automotive power to «clean», filtered DC in an external adapter, at a safe distance from noise-sensitive circuitry.
• Weight and size reduction – Removing power components and the mains connection plug from equipment powered by rechargeable batteries reduces the weight and size which must be carried.
• Ease of replacement – Power supplies are more prone to failure than other circuitry due to their exposure to power spikes and their internal generation of waste heat. External power supplies can be replaced quickly by a user without the need to have the powered device repaired.

• Configuration versatility – Externally powered electronic products can be used with different power sources as needed (e.g. 120 VAC, 240 VAC, 12 VDC, or external battery pack), for convenient use in the field, or when traveling.
• Simplified product inventory, distribution, and certification – An electronic product that is sold and used internationally must be powered from a wide range of power sources, and must meet product safety regulations in many jurisdictions, usually requiring expensive certification by national or regional safety agencies such as Underwriters Laboratories or Technischer Überwachungsverein. A single version of a device may be used in many markets, with the different power requirements met by different external power supplies, so that only one version of the device need be manufactured, stocked, and tested. If the design of the device is modified over time (a frequent occurrence), the power supply design itself need not be retested (and vice versa).
• Constant voltage is produced by a specific type of adapter used for computers and laptops. These types of adapters are commonly known as eliminators.

Problems[edit]

A survey of consumers showed widespread dissatisfaction with the cost, inconvenience, and wastefulness of the profusion of power adapters used by electronic devices.^[2] Science fiction author and satirist Douglas Adams wrote an essay bemoaning the profusion and confusion of power adapters, and calling for more standardization.^[3]

Efficiency[edit]

The issue of inefficiency of some power supplies has become well known, with U.S. president George W. Bush referring in 2001 to such devices as «Energy Vampires».^[4] Legislation is being enacted in the EU and a number of U.S. states, to reduce the level of energy wasted by some of these devices. Such initiatives include standby power and the One Watt Initiative.

But others^[who?] have argued that these inefficient devices are low-powered, e.g., devices that are used for small battery chargers, so even if they have a low efficiency, the amount of energy they waste is less than 1% of household consumption of electric energy.^{[citation needed]}

Considering the total efficiency of power supplies for small electronic equipment, the older mains-frequency linear transformer-based power supply was found in a 2002 report to have efficiencies from 20 to 75%, and have considerable energy loss even when powered up but not supplying power. Switched-mode power supplies (SMPSs) are much more efficient; a good design can be 80–90% efficient, and is also much smaller and lighter. In 2002 most external plug-in «wall wart» power adapters commonly used for low-power consumer electronics devices were of linear design, as well as supplies built into some equipment.^{[citation needed]}

External supplies are usually left plugged in even when not in use, and consume from a few watts to 35 watts of power in that state. The report concluded that about 32 billion kilowatt-hours (kWh) per year, about 1% of total electrical energy consumption, could be saved in the United States by replacing all linear power supplies (average efficiency 40–50%) with advanced switching designs (efficiency 80–90%), by replacing older switching supplies (efficiencies of less than 70%) with advanced designs (efficiency of at least 80%), and by reducing standby consumption of supplies to not more than 1 watt.^[5]

Since the report was published, SMPSs have indeed replaced linear supplies to a great extent, even in wall warts. The 2002 report estimated that 6% of electrical energy used in the U.S. «flows through» power supplies (not counting only the wall warts). The website where the report was published said in 2010 that despite the spread of SMPSs, «today’s power supplies consume at least 2% of all U.S. electricity production. More efficient power supply designs could cut that usage in half».^[6]

Since wasted electrical energy is released as heat, an inefficient power supply is hot to the touch, as is one that wastes power without an electrical load. This waste heat is itself a problem in warm weather, since it may require additional air conditioning to prevent overheating, and even to remove the unwanted heat from large supplies.

Universal power adapters[edit]

External power adapters can fail, and can become separated from the product they are intended to power. Consequently, there is a market for replacement adapters. The replacement must match input and output voltages, match or exceed current capability, and be fitted with a matching connector. Many electrical products are poorly labeled with information concerning the power supply they require, so it is prudent to record the specifications of the original power supply in advance, to ease replacement if the original is later lost. Careful labeling of power adapters can also reduce the likelihood of a mixup which could cause equipment damage.

Some «universal» replacement power supplies allow output voltage and polarity to be switched to match a range of equipment.^[7] With the advent of switch-mode supplies, adapters which can work with any voltage from 110 VAC to 240 VAC became widely available; previously either 100–120 VAC or 200–240 VAC versions were used. Adapters which can also be used with motor vehicle and aircraft power (see EmPower) are available.^[8]

Four-way X connectors or six-way star connectors, also known as spider connectors, with multiple plug sizes and types are common on generic power supplies. Other replacement power supplies have arrangements for changing the power connector, with four to nine different alternatives available when purchased in a set. RadioShack sells universal AC adapters^[when?]of various capacities, branded as «Enercell Adaptaplug», and fitted with two-pin female sockets compatible with their Adaptaplug connector lineup. This allows many different configurations of AC adapters to be put together, without requiring soldering. Philmore and other competing brands offer similar AC adapters with interchangeable connectors.

The label on a power supply may not be a reliable guide to the actual voltage it supplies under varying conditions. Many low-cost power supplies are «unregulated», in that their voltage can change considerably with load. If they are lightly loaded, they may put out much more than the nominal «name plate» voltage, which could damage the load. If they are heavily loaded, the output voltage may droop appreciably, in some cases well below the nominal label voltage even within the nominal rated current, causing the equipment being supplied to malfunction or be damaged. Supplies with linear (as against switched) regulators are heavy, bulky, and expensive.

Modern switched-mode power supplies (SMPSs) are smaller, lighter, and more efficient. They put out a much more constant voltage than unregulated supplies as the input voltage and the load current vary. When introduced, their prices were high, but by the early 21st century the prices of switch-mode components had dropped to a degree which allowed even cheap supplies to use this technology, saving the cost of a larger and heavier mains-frequency transformer.

Auto-sensing adapters[edit]

Some universal adapters automatically set their output voltage and maximum current according to which of a range of interchangeable tips is fitted; tips are available to fit and supply appropriate power to many notebook computers and mobile devices. Different tips may use the same connector, but automatically supply different power; it is essential to use the right tip for the apparatus being powered, but no switch needs to be set correctly by the user. The advent of switch-mode power supplies has allowed adapters to work from any AC mains supply from 100 to 240 V with an appropriate plug; operation from standard 12 V DC vehicle and aircraft supplies can also be supported. With the appropriate adapter, accessories, and tips, a variety of equipment can be powered from almost any source of power.

A «Green Plug» system has been proposed, based on USB technology, by which the consuming device would tell the external power supply what kind of power is needed.^[9]

Laptop charger[edit]

In early laptop computers, the power supply units were internal like in desktop computers. To facilitate portability by sparing physical space and reducing the weight, power supply units were externalized.^[10]

When a laptop computer is operated while recharging, the integrated circuitry which controls the charging makes use of a power supply unit’s remaining electrical current capacity. This allows supplying the device’s components with power during usage while maintaining an uncompromised constant charging speed.

Use of USB[edit]

The USB connector (and voltage) has emerged as a de facto standard in low-power AC adapters for many portable devices. In addition to serial digital data exchange, the USB standard also provides 5 VDC power, up to 500 mA (900 mA over USB 3.0). Numerous accessory gadgets («USB decorations») were designed to connect to USB only for DC power and not for data interchange. The USB Implementers Forum in March, 2007 released the USB Battery Charging Specification which defines, «…limits as well as detection, control and reporting mechanisms to permit devices to draw current in excess of the USB 2.0 specification for charging …».^[11] Electric fans, lamps, alarms, coffee warmers, battery chargers, and even toys have been designed to tap power from a USB connector. Plug-in adapters equipped with USB receptacles are widely available to convert 120 VAC or 240 VAC power or 12 VDC automotive power to 5 VDC USB power (see photo at right).

The trend towards more-compact electronic devices has driven a shift towards the micro-USB and mini-USB connectors, which are electrically compatible in function to the original USB connector but physically smaller.

In 2012, a USB Power Delivery Specification was proposed to standardize delivery of up to 100 watts, suitable for devices such as laptop computers that usually depend on proprietary adapters.

Standards[edit]

The ITU published Recommendation ITU-T L.1000, «Universal power adapter and charger solution for mobile terminals and other hand-held ICT devices», which specifies a charger similar in most respects to that of the GSMA/OMTP proposal and to the European Common external power supply. The ITU recommendation was expanded and updated in June, 2011.^[12] The hope is to markedly reduce the profusion of non-interchangeable power adapters.

The European Union defined a Common external power supply for «hand-held data-enabled mobile phones» (smartphones) sold from 2010, intended to replace the many incompatible proprietary power supplies and eliminate waste by reducing the total number of supplies manufactured. Conformant supplies deliver 5 VDC via a micro-USB connector, with preferred input voltage handled ranging from 90 to 264 VAC.

In 2006 Larry Page, a founder of Google, proposed a 12 V and up to 15 A standard for almost all equipment requiring an external converter, with new buildings fitted with 12 VDC wiring, making external AC-to-DC adapter circuitry unnecessary.^[13][14]

IEC has created a standard for interchangeable laptop power supplies, IEC 62700
(full name «IEC Technical Specification 62700: DC Power supply for notebook computer»), which was published on February 6, 2014.

See also[edit]

References[edit]

External links[edit]

• How to choose a wallwart for your small appliance, and how to get rid of them
• External Power Supplies Energy star information on external power supply specification and testing
• TEST AC Power Adapters By Jonathan Gordon, free iTunes eBook

An AC adapter or AC/DC adapter is a type of external power supply, often enclosed in a case similar to an AC plug. Other common names include wall wart, power brick, wall charger, and power adapter. Adapters for battery-powered equipment may be described as chargers or rechargers (see also battery charger). AC adapters are used with electrical devices that require power but do not contain internal components to derive the required voltage and power from mains power. The internal circuitry of an external power supply is very similar to the design that would be used for a built-in or internal supply.

External power supplies are used both with equipment with no other source of power and with battery-powered equipment, where the supply, when plugged in, can sometimes charge the battery in addition to powering the equipment.

Use of an external power supply allows portability of equipment powered either by mains or battery without the added bulk of internal power components, and makes it unnecessary to produce equipment for use only with a specified power source; the same device can be powered from 120 VAC or 230 VAC mains, vehicle or aircraft battery by using a different adapter. Another advantage of these designs can be increased safety; since the hazardous 120 or 240 volt mains power is transformed to a lower, safer voltage at the wall outlet and the appliance that is handled by the user is powered by this lower voltage.

Modes of operation[edit]

Originally, most AC/DC adapters were linear power supplies, containing a transformer to convert the mains electricity voltage to a lower voltage, a rectifier to convert it to pulsating DC, and a filter to smooth the pulsating waveform to DC, with residual ripple variations small enough to leave the powered device unaffected. Size and weight of the device was largely determined by the transformer, which in turn was determined by the power output and mains frequency. Ratings over a few watts made the devices too large and heavy to be physically supported by a wall outlet. The output voltage of these adapters varied with load; for equipment requiring a more stable voltage, linear voltage regulator circuitry was added. Losses in the transformer and the linear regulator were considerable; efficiency was relatively low, and significant power dissipated as heat even when not driving a load.

Early in the twenty-first century, switched-mode power supplies (SMPSs) became almost ubiquitous for this purpose due to their compact size and light weight relative to their power output ability. Mains voltage is rectified to a high direct voltage driving a switching circuit, which contains a transformer operating at a high frequency and outputs direct current at the desired voltage. The high-frequency ripple is more easily filtered out than mains-frequency. The high frequency allows the transformer to be small, which reduces its losses; and the switching regulator can be much more efficient than a linear regulator. The result is a much more efficient, smaller, and lighter device. Safety is ensured, as in the older linear circuit, because a transformer still provides galvanic isolation.

A linear circuit must be designed for a specific, narrow range of input voltages (e.g., 220–240 VAC) and must use a transformer appropriate for the frequency (usually 50 or 60 Hz), but a switched-mode supply can work efficiently over a very wide range of voltages and frequencies; a single 100–240 VAC unit will handle almost any mains supply in the world.

However, unless very carefully designed and using suitable components, switching adapters are more likely to fail than the older type, due in part to complex circuitry and the use of semiconductors. Unless designed well, these adapters may be easily damaged by overloads, even transient ones, which can come from lightning, brief mains overvoltage (sometimes caused by an incandescent light on the same power circuit failing), component degradation, etc. A very common mode of failure is due to the use of electrolytic capacitors whose equivalent series resistance (ESR) increases with age; switching regulators are very sensitive to high ESR (the older linear circuit also used electrolytic capacitors, but the effect of degradation is much less dramatic). Well-designed circuits pay attention to the ESR, ripple current rating, pulse operation, and temperature rating of capacitors.^[1]

Many inexpensive switched-mode AC adapters do not implement adequate filtering and/or shielding for electromagnetic interference that they generate. The nature of these high speed, high-energy switching designs is such that when these preventative measures are not implemented, relatively high energy harmonics can be generated, and radiated, well into the radio portion of the spectrum. The amount of RF energy typically decreases with frequency; so, for instance, interference in the medium wave (US AM) broadcast band in the one megahertz region may be strong, while interference with the FM broadcast band around 100 megahertz may be considerably less. Distance is a factor; the closer the interference is to a radio receiver, the more intense it will be. Even WiFi reception in the gigahertz range can be degraded if the receiving antennae are very close to a radiating AC adapter. A determination of if interference is coming from a specific AC adaptor can be made simply by unplugging the suspect adapter while observing the amount of interference received in the problem radio band. In a modern household or business environment, there may be multiple AC adapters in use; in such a case, unplug them all, then plug them back in one by one until the culprit or culprits is found.

Advantages[edit]

External AC adapters are widely used to power small or portable electronic devices. The advantages include:

• Safety – External power adapters can free product designers from worrying about some safety issues. Much of this style of equipment uses only voltages low enough not to be a safety hazard internally, although the power supply must out of necessity use dangerous mains voltage. If an external power supply is used (usually via a power connector, often of coaxial type), the equipment need not be designed with concern for hazardous voltages inside the enclosure. This is particularly relevant for equipment with lightweight cases which may break and expose internal electrical parts.
• Heat reduction – Heat reduces reliability and longevity of electronic components, and can cause sensitive circuits to become inaccurate or malfunction. A separate power supply removes a source of heat from the apparatus.
• Electrical noise reduction – Because radiated electrical noise falls off with the square of the distance, it is to the manufacturer’s advantage to convert potentially noisy AC line power or automotive power to «clean», filtered DC in an external adapter, at a safe distance from noise-sensitive circuitry.
• Weight and size reduction – Removing power components and the mains connection plug from equipment powered by rechargeable batteries reduces the weight and size which must be carried.
• Ease of replacement – Power supplies are more prone to failure than other circuitry due to their exposure to power spikes and their internal generation of waste heat. External power supplies can be replaced quickly by a user without the need to have the powered device repaired.

• Configuration versatility – Externally powered electronic products can be used with different power sources as needed (e.g. 120 VAC, 240 VAC, 12 VDC, or external battery pack), for convenient use in the field, or when traveling.
• Simplified product inventory, distribution, and certification – An electronic product that is sold and used internationally must be powered from a wide range of power sources, and must meet product safety regulations in many jurisdictions, usually requiring expensive certification by national or regional safety agencies such as Underwriters Laboratories or Technischer Überwachungsverein. A single version of a device may be used in many markets, with the different power requirements met by different external power supplies, so that only one version of the device need be manufactured, stocked, and tested. If the design of the device is modified over time (a frequent occurrence), the power supply design itself need not be retested (and vice versa).
• Constant voltage is produced by a specific type of adapter used for computers and laptops. These types of adapters are commonly known as eliminators.

Problems[edit]

A survey of consumers showed widespread dissatisfaction with the cost, inconvenience, and wastefulness of the profusion of power adapters used by electronic devices.^[2] Science fiction author and satirist Douglas Adams wrote an essay bemoaning the profusion and confusion of power adapters, and calling for more standardization.^[3]

Efficiency[edit]

The issue of inefficiency of some power supplies has become well known, with U.S. president George W. Bush referring in 2001 to such devices as «Energy Vampires».^[4] Legislation is being enacted in the EU and a number of U.S. states, to reduce the level of energy wasted by some of these devices. Such initiatives include standby power and the One Watt Initiative.

But others^[who?] have argued that these inefficient devices are low-powered, e.g., devices that are used for small battery chargers, so even if they have a low efficiency, the amount of energy they waste is less than 1% of household consumption of electric energy.^{[citation needed]}

Considering the total efficiency of power supplies for small electronic equipment, the older mains-frequency linear transformer-based power supply was found in a 2002 report to have efficiencies from 20 to 75%, and have considerable energy loss even when powered up but not supplying power. Switched-mode power supplies (SMPSs) are much more efficient; a good design can be 80–90% efficient, and is also much smaller and lighter. In 2002 most external plug-in «wall wart» power adapters commonly used for low-power consumer electronics devices were of linear design, as well as supplies built into some equipment.^{[citation needed]}

External supplies are usually left plugged in even when not in use, and consume from a few watts to 35 watts of power in that state. The report concluded that about 32 billion kilowatt-hours (kWh) per year, about 1% of total electrical energy consumption, could be saved in the United States by replacing all linear power supplies (average efficiency 40–50%) with advanced switching designs (efficiency 80–90%), by replacing older switching supplies (efficiencies of less than 70%) with advanced designs (efficiency of at least 80%), and by reducing standby consumption of supplies to not more than 1 watt.^[5]

Since the report was published, SMPSs have indeed replaced linear supplies to a great extent, even in wall warts. The 2002 report estimated that 6% of electrical energy used in the U.S. «flows through» power supplies (not counting only the wall warts). The website where the report was published said in 2010 that despite the spread of SMPSs, «today’s power supplies consume at least 2% of all U.S. electricity production. More efficient power supply designs could cut that usage in half».^[6]

Since wasted electrical energy is released as heat, an inefficient power supply is hot to the touch, as is one that wastes power without an electrical load. This waste heat is itself a problem in warm weather, since it may require additional air conditioning to prevent overheating, and even to remove the unwanted heat from large supplies.

Universal power adapters[edit]

External power adapters can fail, and can become separated from the product they are intended to power. Consequently, there is a market for replacement adapters. The replacement must match input and output voltages, match or exceed current capability, and be fitted with a matching connector. Many electrical products are poorly labeled with information concerning the power supply they require, so it is prudent to record the specifications of the original power supply in advance, to ease replacement if the original is later lost. Careful labeling of power adapters can also reduce the likelihood of a mixup which could cause equipment damage.

Some «universal» replacement power supplies allow output voltage and polarity to be switched to match a range of equipment.^[7] With the advent of switch-mode supplies, adapters which can work with any voltage from 110 VAC to 240 VAC became widely available; previously either 100–120 VAC or 200–240 VAC versions were used. Adapters which can also be used with motor vehicle and aircraft power (see EmPower) are available.^[8]

Four-way X connectors or six-way star connectors, also known as spider connectors, with multiple plug sizes and types are common on generic power supplies. Other replacement power supplies have arrangements for changing the power connector, with four to nine different alternatives available when purchased in a set. RadioShack sells universal AC adapters^[when?]of various capacities, branded as «Enercell Adaptaplug», and fitted with two-pin female sockets compatible with their Adaptaplug connector lineup. This allows many different configurations of AC adapters to be put together, without requiring soldering. Philmore and other competing brands offer similar AC adapters with interchangeable connectors.

The label on a power supply may not be a reliable guide to the actual voltage it supplies under varying conditions. Many low-cost power supplies are «unregulated», in that their voltage can change considerably with load. If they are lightly loaded, they may put out much more than the nominal «name plate» voltage, which could damage the load. If they are heavily loaded, the output voltage may droop appreciably, in some cases well below the nominal label voltage even within the nominal rated current, causing the equipment being supplied to malfunction or be damaged. Supplies with linear (as against switched) regulators are heavy, bulky, and expensive.

Modern switched-mode power supplies (SMPSs) are smaller, lighter, and more efficient. They put out a much more constant voltage than unregulated supplies as the input voltage and the load current vary. When introduced, their prices were high, but by the early 21st century the prices of switch-mode components had dropped to a degree which allowed even cheap supplies to use this technology, saving the cost of a larger and heavier mains-frequency transformer.

Auto-sensing adapters[edit]

Some universal adapters automatically set their output voltage and maximum current according to which of a range of interchangeable tips is fitted; tips are available to fit and supply appropriate power to many notebook computers and mobile devices. Different tips may use the same connector, but automatically supply different power; it is essential to use the right tip for the apparatus being powered, but no switch needs to be set correctly by the user. The advent of switch-mode power supplies has allowed adapters to work from any AC mains supply from 100 to 240 V with an appropriate plug; operation from standard 12 V DC vehicle and aircraft supplies can also be supported. With the appropriate adapter, accessories, and tips, a variety of equipment can be powered from almost any source of power.

A «Green Plug» system has been proposed, based on USB technology, by which the consuming device would tell the external power supply what kind of power is needed.^[9]

Laptop charger[edit]

In early laptop computers, the power supply units were internal like in desktop computers. To facilitate portability by sparing physical space and reducing the weight, power supply units were externalized.^[10]

When a laptop computer is operated while recharging, the integrated circuitry which controls the charging makes use of a power supply unit’s remaining electrical current capacity. This allows supplying the device’s components with power during usage while maintaining an uncompromised constant charging speed.

Use of USB[edit]

The USB connector (and voltage) has emerged as a de facto standard in low-power AC adapters for many portable devices. In addition to serial digital data exchange, the USB standard also provides 5 VDC power, up to 500 mA (900 mA over USB 3.0). Numerous accessory gadgets («USB decorations») were designed to connect to USB only for DC power and not for data interchange. The USB Implementers Forum in March, 2007 released the USB Battery Charging Specification which defines, «…limits as well as detection, control and reporting mechanisms to permit devices to draw current in excess of the USB 2.0 specification for charging …».^[11] Electric fans, lamps, alarms, coffee warmers, battery chargers, and even toys have been designed to tap power from a USB connector. Plug-in adapters equipped with USB receptacles are widely available to convert 120 VAC or 240 VAC power or 12 VDC automotive power to 5 VDC USB power (see photo at right).

The trend towards more-compact electronic devices has driven a shift towards the micro-USB and mini-USB connectors, which are electrically compatible in function to the original USB connector but physically smaller.

In 2012, a USB Power Delivery Specification was proposed to standardize delivery of up to 100 watts, suitable for devices such as laptop computers that usually depend on proprietary adapters.

Standards[edit]

The ITU published Recommendation ITU-T L.1000, «Universal power adapter and charger solution for mobile terminals and other hand-held ICT devices», which specifies a charger similar in most respects to that of the GSMA/OMTP proposal and to the European Common external power supply. The ITU recommendation was expanded and updated in June, 2011.^[12] The hope is to markedly reduce the profusion of non-interchangeable power adapters.

The European Union defined a Common external power supply for «hand-held data-enabled mobile phones» (smartphones) sold from 2010, intended to replace the many incompatible proprietary power supplies and eliminate waste by reducing the total number of supplies manufactured. Conformant supplies deliver 5 VDC via a micro-USB connector, with preferred input voltage handled ranging from 90 to 264 VAC.

In 2006 Larry Page, a founder of Google, proposed a 12 V and up to 15 A standard for almost all equipment requiring an external converter, with new buildings fitted with 12 VDC wiring, making external AC-to-DC adapter circuitry unnecessary.^[13][14]

IEC has created a standard for interchangeable laptop power supplies, IEC 62700
(full name «IEC Technical Specification 62700: DC Power supply for notebook computer»), which was published on February 6, 2014.

See also[edit]

References[edit]

External links[edit]

• How to choose a wallwart for your small appliance, and how to get rid of them
• External Power Supplies Energy star information on external power supply specification and testing
• TEST AC Power Adapters By Jonathan Gordon, free iTunes eBook