محاسبه ظرفیت واقعی پاور بانک و تفاوت آن با ظرفیت اسمی
ظرفیت واقعی پاوربانک از ظرفیت اسمی آن تفاوت دارد و همیشه کمتر است. دلیل تفاوت ظرفیت اسمی و واقعی پاور بانک چیست؟ چطور می توانیم ظرفیت واقعی پاور باک را اندازه گیری کنیم؟ در این مقاله همراه ما باشید تا به این سوال ها پاسخ داده شود.
این روزها پاوربانک‌ها یکی از گجت‌های اصلی و ضروری به شمار می‌روند که در مواقع اضطراری برای شارژ گوشی و سایر دیوایس به کمک کاربر می‌آیند. معمولا یکی از فاکتورهایی که در هنگام خرید پاوربانک مورد بررسی قرار می‌گیرد، مقدار ظرفیت آن و تعداد دفعاتی است که می‌توان گوشی خود را با آن شارژ کرد. اما شاید ندانید که ظرفیت درج شده روی پاوربانک، ظرفیت واقعی آن نیست و از آن به عنوان ظرفیت اسمی پاوربانک یاد می‌شود.
اگر می‌خواهید بیشتر با مفاهیم ظرفیت اسمی و و ظرفیت واقعی پاوربانک آشنا شوید، پیشنهاد می‌شود در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.
آنچه در این مقاله خواهید خواند:
- تفاوت ظرفیت واقعی و ظرفیت اسمی پاوربانک در چیست؟
-
اجزای یک پاوربانک
- باتری
- مدار الکترونیکی
-
چطور ظرفیت واقعی پاوربانک را محاسبه کنیم؟
- توان پاوربانک
- تبدیل ولتاژ
- بازده انرژی مدار
- تعداد دفعات شارژ
- راههای افزایش ظرفیت پاوربانک
تفاوت ظرفیت واقعی و ظرفیت اسمی پاوربانک در چیست؟
آیا می‌دانید ظرفیت واقعی یک پاوربانک چه اندازه است و چگونه محاسبه می‌شود؟ خیلی از کاربران تمایل دارند که بدانند چند بار می‌توانند گوشی هوشمندشان را با دستگاه پاوربانک شارژ کنند. اغلب افراد برای رسیدن به تعداد دفعاتی که یک پاوربانک قادر است یک دیوایس را شارژ کند، به اشتباه ظرفیت پاوربانک را تقسیم بر ظرفیت دیوایس می‌کنند (فرمول زیر)؛ اما این کار اشتباه است.
تعداد دفعات شارژ دیوایس= ظرفیت دیوایس (mAh) / ظرفیت پاوربانک (mAh)
برای مثال اگر یک پاوربانک با ظرفیت 10400 میلی آمپرساعت دارید و قصد دارید که گوشی هوشمندتان که مجهز به یک باتری 2600 میلی آمپرساعتی است را با آن شارژ کنید، احتمالا تمایل دارید بدانید که این پاوربانک قادر است چند بار متوالی گوشی‌تان را شارژ کند. اگر از فرمول بالا استفاده کنید، خواهید داشت:
4 = 2600 / 10400 = تعداد دفعات شارژ گوشی
باید گفت این طرز محاسبه کاملا اشتباه است. زیرا ظرفیتی که روی یک پاوربانک نوشته شده و از سوی کمپانی سازنده آن تعیین شده است در حقیقت نمایشگر ظرفیت باتری داخلی تعبیه شده در پاوربانک است و همین امر سبب می‌شود که خیلی از کاربران به اشتباه در هنگام خرید یک پاوربانک تنها به ظرفیت اسمی آن توجه کرده و با تکیه بر این مقدار، به خرید یک پاوربانک اقدام کنند.
بهتر است بدانید هنگامی‌که یک گوشی را به پورت USB پاوربانک متصل می‌کنید، گوشی در یک ولتاژ 5V شارژ می‌شود اما باتری پاوربانک در محدوده ولتاژ 3.6-3.7 ولت کار می‌کند. این بدین معنا است که مدار داخلی پاوربانک می‌بایست ولتاژ موردنیاز برای پورت USB خود را نیز تامین کند که سبب می‌شود ظرفیت موجود پاوربانک برای شارژ دیوایس، کاهش یابد.
اجزای یک پاوربانک
پیش از هر چیز بهتر است با دو جز اصلی و اساسی سازنده یک پاوربانک آشنا شوید:
باتری: باتری توسط یک یا چندین سلول که به صورت موازی بهم متصل شده‌اند، ساخته می‌شود.
مدار الکترونیکی: مدار الکترونیکی یا همان سیستم مدیریت باتری (BMS) که فرآیند شارژ و تخلیه شارژ پاوربانک را مدیریت می‌کند.
در حقیقت ظرفیت واقعی یک پاوربانک به کیفیت اجزای سازنده آن بستگی دارد.
باتری
یک پاوربانک می‌تواند مجهز به یک باتری یک یا چندسلولی و یا باتری لیتیوم یونی (از نوع 18650) و یا باتری‌هایی از جنس لیتیوم پلیمری با چگالی بالا باشد. با این وجود پاوربانک‌های پیشرفته از سلول‌های لیتیوم پلیمری استفاده می‌کنند که سبب می‌شود فضای کمتری از درون پاوربانک اشغال شده و وزن کلی محصول کمتر شود.
هر سلول یک باتری، یک ولتاژ اسمی 3.7-3.6 ولت دارد و ظرفیت آن در محدوده بین 1500 تا 3600 میلی‌آمپر ساعت است. بنابراین اگر پاوربانکی داشته باشیم که از چندین سلول موازی با هم تشکیل شده باشد، ولتاژ باتری همان ولتاژ اسمی سلول‌ها بوده و ظرفیت کل باتری، مجموع ظرفیت همه سلول‌ها خواهد بود.
برای مثال چنانچه یک پاوربانک با سلول‌های نوع 18650 با ظرفیت 3350 میلی‌آمپر ساعت در 3.7 ولت ساخته شود، ظرفیت کل پاوربانک و ولتاژ باتری در مقادیر زیر خواهد بود:
- اگر تک سلولی باشد: 3350 میلی‌آمپر ساعت در 3.7 ولت.
- اگر دو سلولی باشد: 6700 میلی‌آمپر ساعت در 3.7 ولت.
- اگر سه سلولی باشد: 10050 میلی‌آمپر ساعت در 3.7 ولت.
- اگر شش سلولی باشد: 20100 میلی‌آمپر ساعت در 3.7 ولت.
مدار الکترونیکی
پورت USB پاوربانک که برای شارژ گوشی و سایر دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، در ولتاژ 5 ولت عمل می‌کند اما به خاطر داشته باشید که ولتاژ باتری پاوربانک حدود 3.7 ولت است.
در نتیجه مدار داخلی پاوربانک مسئول است که ولتاژ باتری را از 3.7 ولت تا 5 ولت بهبود و افزایش دهد. مضاف بر این مدار داخلی از پاوربانک در برابر ولتاژهای بیشتر ورودی و خروجی، اتصال کوتاه، جریان بیش از حد مجاز، حرارت و دمای بالا نیز محافظت می‌کند. علاوه براین مدار داخلی مسئول مانیتور و نظارت بارگذاری سلول نیز است و چراغ‌های LED محصول را کنترل کرده و وضعیت شارژ پاوربانک را روی یک صفحه LED نمایش می‌دهد.
همه این عملیات‌ها یک میزان مصرف انرژی دارند که روی مقدار ظرفیت باقیمانده پاوربانک تاثیر می‌گذارند. در حقیقت این میزان مصرف انرژی به موثر بودن و کیفیت خود مدار نیز بستگی دارد. برای مثال برخی از پاوربانک‌ها انرژی بیشتری مصرف می‌کنند در حالی که دسته دیگر بسته به نوع کیفیت اجزای سازنده‌شان، از انرژی کمتری استفاده می‌کنند.
به همین علت اصلا توصیه نمی‌شود که یک پاوربانک ارزان‌قیمت و یا یک برند ناشناخته را خریداری کنید چرا که مسلما یک مدار داخلی بی کیفیت، کارایی و تاثیرگذاری بهینه‌ای نخواهد داشت.
به طور کل پاوربانک‌های موجود در بازار مجهز به یک مدار داخلی با بازده 85 درصد هستند اما برخی از برندها نظیر شیائومی و انکر، پاوربانک‌هایی با بازده بیش از 90 درصد را ساخته و روانه بازار کرده‌اند. در نظر داشته باشید که هیچگاه بازده یک مدار داخلی به 100 درصد نخواهد رسید چرا که از نظر قواعد فیزیک، غیرممکن است که تمام انرژی از یک دیوایس به دیوایس دیگر منتقل شود بدون آنکه مقداری از آن طی پروسه انتقال، اتلاف شود.
چطور ظرفیت واقعی پاوربانک را محاسبه کنیم؟
پس از آنکه با اجزای داخلی پاوربانک آشنا شدیم، حال نحوه محاسبه ظرفیت واقعی پاوربانک را با هم مرور خواهیم کرد:
توان پاوربانک
قبل از هر چیز اجازه دهید مشخص کنیم که چه تفاوتی بین ظرفیت و توان پاوربانک وجود دارد:
- آمپر ساعت (Ah) یک معیار اندازه‌گیری شارژ الکتریکی است که ظرفیت باتری را نشان می‌دهد. به طور معمول ظرفیت را با میلی‌آمپر ساعت (mAh) اندازه‌گیری می‌کنند.
- وات ساعت (Wh) معیار اندازه‌گیری انرژی الکتریکی است و از فرمول Wh= Ah * V محاسبه می‌شود.
برای مثال چنانچه یک پاوربانک با ظرفیت 10400 میلی‌آمپر ساعت داشته باشید، این بدین معنا است که از 4 سلول لیتیوم یونی تشکیل شده است که هر کدام از سلول‌ها 2600 میلی‌آمپر ساعت بوده و به صورت موازی به یک ولتاژ 3.7 ولتی متصل شده‌اند. بنابراین توان کل این پاوربانک خواهد بود:
میلی وات ساعت 38480 = 3.7 * 10400 = توان کل پاوربانک
تبدیل ولتاژ
همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم ولتاژ پورت USB پاوربانک، 5 ولتی است. بنابراین مدار داخلی می‌بایست ولتاژ را از 3.7 ولت تا 5 ولت افزایش دهد. که پس از این تبدیل ولتاژ شارژ الکتریکی موجود در خروجی، کاهش خواهد یافت:
mWh 38480 / 5V = 7696 mAh
بازده انرژی مدار
در طرف دیگر باید در نظر داشت که مدار داخلی پاوربانک در طول فرآیند تبدیل ولتاژ، انرژی مصرف می‌کند. اگر یک پاوربانک جنس خوب را در نظر بگیریم که بازده تبدیل مدار داخلی آن حدود 90 درصد باشد، ظرفیت واقعی پاوربانک به مقدار زیر خواهد بود:
mAh 7696 * 0.9 = 6926 mAh= ظرفیت واقعی
به عبارت دیگر این پاوربانک 10400 میلی‌آمپر ساعتی، یک خروجی به مقدار 6926 میلی‌آمپر ساعت خواهد داشت که این مقدار، ظرفیت واقعی پاوربانک است که برای شارژ دیوایس‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
تعداد دفعات شارژ
بنابراین تعداد دفعاتی که می‌توان یک گوشی 2600 میلی‌آمپر ساعتی را با این پاوربانک شارژ کرد، خواهد بود:
mAh 6926 / 2600 mAh = 2.66 = تعداد دفعات شارژ
البته در نظر داشته باشید که تمام این محاسبات تحت شرایط ایده‌ال انجام شده است و یا به عبارت دیگر فرض شده که این پاوربانک نو و جدید است و باتری آن در موقعیت خوبی است. همچنین به خاطر داشته باشید که هیچگاه در هنگام شارژ گوشی خود از آن استفاده نکنید زیرا در این حالت انرژی بیشتری مصرف می‌کند. در حقیقت برنامه‌های باز موجود در پس‌زمینه، بلوتوث و یا وای فای روشن، روشنایی صفحه نمایش و … همگی از عواملی هستند که ظرفیت باتری خارجی را برای شارژهای بعدی کاهش می‌دهند.
راههای افزایش ظرفیت پاوربانک
حال که با مفهوم ظرفیت اسمی و ظرفیت واقعی پاوربانک آشنا شدیم، ترفندهایی که کمک می‌کنند ظرفیت یک پاوربانک بیشتر شود را با هم مرور خواهیم کرد:
- چرخه‌های شارژ. همیشه چرخه‌های شارژ مناسب را برای پاوربانک خود حفظ کنید زیرا این کار سبب می‌شود دوام و ماندگاری پاوربانک‌تان زیاد شود.
- از شارژ شدن بیش از حد پاوربانک اجتناب کنید. سعی کنید پس از آنکه پاوربانک به صورت کامل شارژ شد، آن را سریع از منبع تغذیه جدا کنید زیرا شارژ شدن بیش از حد آن سبب می‌شود که باتری آسیب ببیند.
- از کابل‌های شارژ مورد تائید شرکت سازنده استفاده کنید. همیشه به خاطر داشته باشید که از کابل شارژهای مورد تائید شرکت سازنده برای شارژ پاوربانک خود استفاده کنید، زیرا کابل‌ها و انواع شارژرهای موبایل احتمال گرم کردن و آسیب زدن به مدار الکترونیکی پاوربانک را دارند.
- از کابل‌های کوتاه‌تر استفاده کنید. استفاده از کابل‌های کوتاه‌تر سبب می‌شود که مقاومت کاهش یافته و در انتقال انرژی، اتلاف کمتری صورت بگیرد.
- از پاوربانک‌های باکیفیت استفاده کنید. همیشه سعی کنید از پاوربانک‌های باکیفیت و برندهای شناخته شده استفاده کنید که بازده و کارایی بالاتر و بهتری دارند.
- از کابل‌های مخصوص شارژ سریع استفاده نکنید. کابل‌های مخصوص شارژ سریع برای دیوایس‌هایی طراحی شده‌اند که از شارژ سریع یا همان Fast Charging پشتیبانی می‌کنند. در نتیجه استفاده از این کابل‌ها برای شارژ یک پاوربانک معمولی بی‌اثر بوده و حتی ممکن است سبب آسیب دیدن پاوربانک نیز شوند.
پاوربانک‌ها یک گجت کاربردی و ضروری محسوب می‌شوند و مطمئنا شناخت کامل اجزا و مدار داخلی آن به کاربر کمک خواهد کرد که تعامل بهتری با پاوربانک خود داشته باشد و از برخی از باورهای غلط پیرامون این گجت اجتناب کند.
