چرا ظرفیت واقعی پاوربانک از ظرفیت نوشته‌شده روی آن کمتر است؟

پاوربانک شما سالم است، اما ظرفیت واقعی آن با عدد تبلیغ‌شده تفاوت دارد. با ما همراه شوید تا راز این اختلاف و نحوه‌ی محاسبه‌ی ظرفیت واقعی را کشف کنید.

احتمالاً برای شما هم پیش آمده است که یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی می‌خرید، اما در عمل متوجه می‌شوید که نمی‌تواند گوشی ۵٬۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی شما را حتی دو بار کامل شارژ کند، این موضوع حتی برای بهترین پاور بانک ها هم صدق می‌کند. آیا پاوربانک شما خراب است یا فروشنده شما را فریب داده است؟

پاسخ کوتاه این است که هیچ‌کدام؛ پاوربانک شما سالم است. این اختلاف به روش محاسبه‌ی ظرفیت باتری و بازدهی مدارهای تبدیل ولتاژ در پاوربانک برمی‌گردد. در این مقاله به‌زبان ساده توضیح می‌دهیم که این ظرفیت گمشده کجا می‌رود و چگونه می‌توان تعداد شارژدهی واقعی یک پاوربانک را قبل از خرید محاسبه کرد.

ظرفیت اسمی دربرابر ظرفیت واقعی باتری‌ها

اگر به نوشته‌های ریز روی بدنه یا جعبه‌ی پاوربانک دقت کنید، معمولاً دو عدد متفاوت برای ظرفیت پیدا خواهید کرد. درک تفاوت این دو عدد، معمای ظرفیت باتری را حل می‌کند.

ظرفیت اسمی (Cell Capacity): این همان عدد بزرگ و تبلیغاتی (مثلاً ۱۰٬۰۰۰ میلی‌آمپر ساعت) است که مجموع ظرفیت تئوری سلول‌های باتری لیتیوم یونی داخل پاوربانک را نشان می‌دهد. این سلول‌ها معمولاً با ولتاژ ۳٫۷ ولت کار می‌کنند.

ظرفیت واقعی (Rated Capacity): این عدد معمولاً کوچک‌تر و در بخش مشخصات فنی یا پشت جعبه درج می‌شود (مثلاً ۶٬۵۰۰ میلی‌آمپر ساعت). این عدد نشان‌دهنده‌ی مقدار شارژ واقعی است که پاوربانک می‌تواند ازطریق درگاه خروجی USB (که با ولتاژ ۵ ولت کار می‌کند) به دستگاه شما تحویل دهد.

شرکت‌های معتبر هر دو عدد را روی محصول درج می‌کنند.

ظرفیت باتری (Battery Capacity) که همان عدد تبلیغاتی (20000mAh) است و ظرفیت اسمی (Rated Capacity) که ظرفیت واقعی قابل تحویل (11600mAh) را نشان می‌دهد.

به‌طور خلاصه، ظرفیت اسمی (مثلاً ۱۰٬۰۰۰) میزان انرژی ذخیره‌شده در ولتاژ ۳٫۷ ولت است، درحالی‌که ظرفیت واقعی (مثلاً ۶٬۵۰۰) میزان انرژی قابل تحویل در ولتاژ ۵ ولت محسوب می‌شود.

علت فنی اختلاف ظرفیت و اتلاف انرژی

اختلاف قابل‌توجه ظرفیت اسمی با واقعی (که گاهی به ۳۰ تا ۴۰ درصد هم می‌رسد) به دلیل دو مرحله اتلاف انرژی رخ می‌دهد:

اتلاف ریاضی (تبدیل ولتاژ ۳٫۷ به ۵ ولت)

این بخش، یک اتلاف فیزیکی نیست، بلکه محاسبه‌ای ریاضی محسوب می‌شود. باتری‌های داخلی پاوربانک با ولتاژ ۳٫۷ ولت کار می‌کنند، اما درگاه استاندارد USB برای شارژ گوشی به ولتاژ ۵ ولت نیاز دارد. مدار داخلی پاوربانک باید این ولتاژ را افزایش دهد.

هنگامی که ولتاژ افزایش می‌یابد، میزان میلی‌آمپر ساعت خروجی به‌ناچار کاهش پیدا می‌کند. برای مثال، یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی با سلول‌های ۳٫۷ ولتی، در مجموع ۳۷ وات ساعت انرژی دارد (که در بخش بعد توضیح می‌دهیم).

اگر این ۳۷ وات ساعت انرژی را با ولتاژ ۵ ولت تحویل دهیم، ظرفیت تئوری خروجی به ۷٬۴۰۰ میلی‌آمپر ساعت کاهش می‌یابد. در نتیجه، ظرفیت خروجی به‌صورت عددی حدود ۲۶ درصد کمتر نشان داده می‌شود، زیرا انرژی در ولتاژ بالاتر توزیع می‌شود.

اتلاف فیزیکی (بازدهی مدار)

هیچ فرایند انتقال انرژی بازدهی ۱۰۰ درصدی ندارد. خود مدارهای الکترونیکی که ولتاژ را از ۳٫۷ به ۵ ولت تبدیل می‌کنند (معروف به مبدل‌های افزایش‌دهنده یا Boost Converter)، انرژی مصرف و مقداری از آن را به‌صورت گرما تلف می‌کنند. بازدهی این مدارها، بسته به کیفیت و طراحی پاوربانک، معمولاً بین ۷۵ تا ۹۰ درصد متغیر است.

اگر بازدهی مدار را ۸۰ درصد در نظر بگیریم، از آن ۷٬۴۰۰ میلی‌آمپر ساعت تئوری مرحله‌ی قبل، تنها حدود ۵٬۹۲۰ میلی‌آمپر ساعت (۷٬۴۰۰ × ۰٫۸۰) به‌طور واقعی از پاوربانک خارج می‌شود. علاوه‌بر این دو مرحله، مدار شارژ داخل گوشی نیز بخشی از انرژی ورودی ۵ ولتی را هنگام تبدیل به ولتاژ مناسب باتری (حدود ۴٫۲ ولت) تلف می‌کند.

در نهایت، عواملی مانند کیفیت کابل (که می‌تواند باعث افت ولتاژ شود)، دمای محیط (گرمای بیش از حد اتلاف را افزایش می‌دهد)، سرعت شارژ (پروتکل‌های شارژ سریع اتلاف بیشتری دارند) و سلامت باتری نیز بر بازدهی کل تأثیر می‌گذارند.

محاسبه‌ی ظرفیت واقعی پاوربانک و باتری

بیایید به سؤال اول بازگردیم و محاسبه کنیم که یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی (لیتیوم یونی) گوشی ۵٬۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی (لیتیوم یونی) را چند بار شارژ می‌کند. برای این‌کار، باید ابتدا ظرفیت انرژی واقعی پاوربانک و باتری گوشی را از طریق فرمول زیر محاسبه کنیم:

انرژی (Wh) = (ظرفیت به mAh × ولتاژ به V) / ۱۰۰۰

برای محاسبه‌ی راحت‌تر نیز می‌توانید از ماشین‌حساب‌ آنلاین تبدیل میلی‌آمپرساعت به وات‌ساعت استفاده کنید.

ابتدا، انرژی ذخیره‌شده در هر دو دستگاه را با فرض ولتاژ اسمی ۳٫۷ ولت به وات‌ساعت تبدیل می‌کنیم:

انرژی پاوربانک:

(۱۰٬۰۰۰ × ۳٫۷) / ۱۰۰۰ = ۳۷ وات ساعت (Wh)

انرژی باتری گوشی

(۵٬۰۰۰ × ۳٫۷) / ۱۰۰۰ = ۱۸٫۵ وات ساعت (Wh)

در نگاه اول ممکن است تصور کنیم که پاوربانک ۳۷ وات‌ساعتی می‌تواند باتری ۱۸٫۵ وات‌ساعتی را دقیقاً دو بار شارژ کند (۳۷ ÷ ۱۸٫۵ = ۲). اما همان‌طور که در بخش قبل اشاره شد، بخشی از انرژی در مدار تبدیل ولتاژ، مدار شارژ گوشی و حتی کابل شارژ تلف می‌شود.

اگر بازدهی کلی سیستم را حدود ۷۰ درصد فرض کنیم (یعنی حدود ۳۰ درصد انرژی در مراحل تبدیل و انتقال تلف می‌شود)، تعداد واقعی دفعات شارژ از رابطه‌ی زیر به‌دست می‌آید:

تعداد شارژ واقعی = (ظرفیت پاوربانک بر حسب Wh ÷ ظرفیت باتری گوشی بر حسب Wh) × ۰٫۷۰

در نهایت اعداد مرتبط با ظرفیت پاوربانک و گوشی بر اساس وات‌ساعت که در مرحله‌ی قبل به دست آوردیم را جایگذاری می‌کنیم:

(۳۷ ÷ ۱۸٫۵) × ۰٫۷۰ = ۱٫۴

در نتیجه، یک پاوربانک ۱۰٬۰۰۰ میلی‌آمپرساعتی معمولاً می‌تواند گوشی ۵٬۰۰۰ میلی‌آمپرساعتی را حدود ۱٫۴ بار شارژ کامل کند. در برخی مدل‌ها یا شرایط خاص (مثل شارژ سریع یا کابل غیراستاندارد)، بازدهی کلی سیستم ممکن است تا حدود ۶۰ درصد کاهش یابد.

در نهایت، هنگام خرید بهترین پاوربانک های فست شارژ بهتر است علاوه بر ظرفیت اسمی، ظرفیت واقعی و بازدهی مدار را نیز مدنظر داشته باشید. توجه به این نکات به شما کمک می‌کند تا انتخابی مناسب با نیازهای واقعی خود داشته باشید و از شارژدهی مورد انتظار مطمئن شوید.

 

منبع:زومیت