Sådan løser du dilemmaet med strømforsyning til vægmontering på verdensplan ved hjælp af udskiftelige AC-"klinger"

Mange tekniske standarder er nu forenet eller harmoniseret globalt på tværs af store regioner i hele verden. F.eks. definerer IEC-standarderne og de tilhørende UL-standarder de sikkerhedskrav, der stilles til forbrugerprodukter. Der findes lignende ensartede standarder for medicinsk udstyr. Selv grundlæggende AC/DC-strømforsyninger, som skal opfylde mange sikkerheds- og ydelsesstandarder, er tilstrækkeligt forenede, så en enkelt forsyningsmodel kan sælges på verdensplan.

Der er dog et område, hvor der ikke findes en så høj grad af fælleshed, og det vil der heller ikke gøre: det fysiske vekselstrømsstik og -stik, der forbinder små forbrugerprodukter og medicinske enheder med den vægmonterede vekselstrøms-/strømforsyning. Af historiske årsager har mange lande (og nogle gange endda regioner inden for et land) deres eget foretrukne stikarrangement, der i branchen kaldes "blade".

Som følge heraf skal leverandører af små vægmonterede strømforsyninger med lavt effekt (< 10 watt) have strømforsyninger på lager og levere strømforsyninger, der ellers er identiske - bortset fra bladene. Dette komplicerer forsyningskæden, øger omkostningerne og øger risikoen for manglende tilgængelighed. En anden mulighed er at bruge såkaldte skrivebordsenheder med udskiftelige strømkabler i stedet for vægmonterede strømforsyninger, men dette øger omkostningerne og ulejligheden.

I denne artikel vil vi se på en innovativ løsning på dette tilsyneladende beskedne, men frustrerende problem. GlobTek, Inc. tilbyder vægmonterede AC/DC-strømforsyninger med udskiftelige, udskiftelige blade samt skrivebordsenheder, der kan ommonteres, så OEM'en eller slutbrugeren kan tilpasse strømforsyningsstikket til lokale konfigurationskrav. Dette innovative design er tilgængeligt til forsyninger, hvor en diskret strømledning - permanent eller aftagelig - ikke er en ønskelig eller praktisk mulighed.

Det er en forenet verden - eller måske ikke

På trods af en stort set harmoniseret global teknologi og økonomi er der snesevis af standardbladearrangementer (uformelt ofte kaldet stik og deres stikkontakter) i verdensomspændende brug for den grundlæggende vekselstrømsledning (figur 1). Nogle er bredt standardiserede, som f.eks. de to- og trebladede stik i Nordamerika, mens andre har en meget begrænset rækkevidde.

Figur 1: På billedet ses nogle af de mange stik- og stikkontakter med blade, der anvendes i hele verden. (Billedkilde: Gear Patrol)

Årsagerne til denne forskelligartethed i bladkonfigurationen varierer. I nogle tilfælde var det et resultat af et forsøg fra en lokal eludbyder eller apparatproducent på at få en vis kontrol over tilslutningerne, enten af hensyn til konsistens eller for at fastlåse markedet. Desuden var mange af de tidlige elsystemer (kilder og tilhørende net) meget lokale og betjente kun et lille område og havde derfor ikke behov for fællesnævner.

Det er ikke kun knivenes placering, der er vigtig, da knivdimensionerne også er en faktor. I nogle tilfælde er forskellen mellem bladkonfigurationer ganske lille og næsten usynlig for det blotte øje. Det nordamerikanske NEMA 5-15-stik og det japanske JIS C 8303-stik ser f.eks. ens ud, men der er nogle afgørende forskelle. Mens bredden af bladene er ens, er bladlængderne forskellige (figur 2).

Figur 2: De nordamerikanske standard NEMA 5-15-stik og de japanske JIS C 8303-trepunktsstik er meget ens, men der er små forskelle i dimensionerne. (Billedkilde: Interpower Corp.)

Denne variation udgør en alvorlig udfordring for leverandører af vekselstrømsdrevne systemer og deres strømforbindelser og adaptere. For systemer er den almindelige løsning at levere enheder med aftagelige vekselstrømskabler, der passer til en international standard IEC 60320 C14-stikdåse (Figur 3) - formelt kaldet et Power Entry Module eller PEM - på kabinettet eller chassiset, og derefter levere den relevante ledning sammen med enheden (eller slutbrugeren kan købe den lokalt).

Figur 3: IEC 60320 C14-stikdåsen anvendes i vid udstrækning på chassis og forbindes med en ledning med et passende vekselstrømsstik i den ene ende og et tilsvarende stik i chassisets ende. (Billedkilde: Interpower Corp.)

For enheder som f.eks. bærbare computere og pc'er er en ledning med IEC 60320 C5-stik og en tilsvarende chassismonteret IEC 60320 C6-bøsning på vekselstrømsadapteren også en mulighed (Figur 4). (Bemærk, at selv internationalt bliver dette stik ofte omtalt som et "Mickey Mouse"-stik på grund af dets form - uden at det er respektløst ment!)

Figur 4: Et andet almindeligt stik til internationale, aftagelige vekselstrømskabler, f.eks. på vekselstrømsadaptere, er IEC 60320 C5-stikket (til venstre) og den tilhørende IEC 60320 C6-bøsning (i midten); på grund af sin tværsnitsform kaldes dette stik ofte for et "Mickey Mouse"-stik (til højre). (Billedkilder: Venstre og midten, Digital Plug and Socket Museum; midten, Wikipedia)

Alternativt kan slutbrugerne anvende en aftagelig adapter fra de allestedsnærværende "internationale rejsesæt". Disse er dog generelt af lavere kvalitet, uhensigtsmæssige, voluminøse og generelt generende ved seriøs brug (figur 5).

Figur 5: Disse universelle adaptersæt kan være nyttige på rejser, men er generelt uegnede til de fleste situationer med strømforsyningsstik og bladadapter. (Billedkilde: CNN)

Ingen af disse løsninger er imidlertid levedygtige eller attraktive muligheder for små, strømsvage vekselstrømsadaptere, der sættes direkte i stikkontakten (ofte kaldet vægmonteringsadaptere). Derfor er der behov for en vis innovation her.

En bedre tilgang: udskiftelige knive

I stedet for at forsøge at levere forskellige vægmonterede AC/DC-adaptere til hver bladkonfiguration eller ty til dyrere ikke-vægmonterede adaptere med brugerudskiftelige AC-kabler, er en mere fantasifuld tilgang at beholde adapteren, men i stedet tilbyde let udskiftelige blade (Figur 6).

Figur 6: Ved at tilbyde brugerudskiftelige blade-enheder kan en enkelt vægmonteret strømforsyningsenhed nemt konfigureres til at fungere med mange verdensomspændende vekselstrømsudtag. (Billedkilde: GlobTek, Inc.)

Dette giver leverandørerne mulighed for at have langt færre forskellige produkter, da de kun behøver at levere de relevante blade - et mindre, lettere og passivt tilbehør - til en given region. Brugen af aftagelige klinger går ikke ud over den mekaniske eller elektriske integritet. Alle enheder med aftagelige knive opfylder alle relevante internationale og regionale lovmæssige standarder for ydeevne, sikkerhed, effektivitet og kapacitet.

Desuden findes der enheder, der opfylder klasse I- eller klasse II-standarderne. I klasse I-strømforsyninger er brugeren beskyttet mod farlige indgangsspændingsniveauer af mindst ét lag basisisolering og et jordet ledende chassis. Alle klasse I-strømforsyninger skal have en sikkerhedsjord, der er ført til et elektrisk ledende chassis i strømforsyningen.

I modsætning hertil beskytter klasse II-strømforsyninger brugeren mod farlige indgangsspændingsniveauer ved hjælp af mindst et lag basisisolering plus et lag supplerende isolering eller et lag forstærket isolering. På grund af denne dobbelte eller forstærkede isolering er det ikke nødvendigt, at IEC-klasse II-strømforsyninger har en sikkerhedsjordlederforbindelse - den tredje stikstik på stikket.

Et eksempel er WR9QD666KRPNPNG2309(R), en 9 volt, 6 watt AC/DC ekstern vægadapter med ekstern vægmontering og indgang til flere blade; et enkelt blad medfølger i enheden. Denne klasse I-enhed måler ca. 65 × 42 × 31 millimeter (mm) og er udstyret med et 3,5 × 1,3 × 12,0 mm hunløbstik i enden af det 183 centimeter (cm) store standard DC-udgangskabel (andre stik/længder kan bestilles som ekstraudstyr) (figur 7).

Figur 7: WR9QD666KRPNPNG2309(R) er en klasse I-adapter til vægmontering, der leverer 9 volt ved op til 6 watt i en lille, effektiv pakke. (Billedkilde: GlobTek, Inc.)

Til klasse II-applikationer leverer WR9QE500CCPNAIMR6B AC/DC-adapteren til ekstern vægmontering 12 volt ved op til 6 watt/0,5 ampere (A) (Figur 8). Som en klasse II-enhed kræver den kun to blade på AC-stikket. Standard DC-udgangskablet er et 1200 mm langt kabel med et 5,5 × 2,1 × 11 mm hun-tøndekonnektor (Figur 8).

Figur 8: WR9QE500CCPNAIMR6B AC/DC-adapter til ekstern vægmontering er klasse II-klassificeret og har derfor ikke brug for en tredje jordklinge. (Billedkilde: GlobTek, Inc.)

WR9QA1200USBNMEDRVB-adapteren leverer 5 volt ved op til 6 watt til USB- og lav-effekt-klasse II-applikationer. I modsætning til vægadaptere med et DC-udgangskabel og -stik har denne model et USB-stik af type "A" (Figur 9).

Figur 9: Adapteren WR9QA1200USBNMEDRVB på 5 volt/6 watt har et USB-stik af type A i stedet for et DC-udgangskabel og -stik. (Billedkilde: GlobTek, Inc.)

Udskiftelige knive gør forskellen

GlobTek tilbyder et bredt udvalg af aftagelige/udskiftelige blade for at imødekomme kompleksiteten ved at understøtte verdensomspændende AC-stikkonfigurationer (Figur 10).

Figur 10: Et kig på nogle af de blade, der tilbydes af GlobTek, viser udfordringen med at levere en "universel" forsyning for at opnå verdensomspændende kompatibilitet. (Billedkilde: GlobTek, Inc.)

Et nærmere kig på to meget anvendte knive viser, hvor enkel den aftagelige klinge er. R-NA-3- og R-NA-2(R) -samlinger med udskifteligt blad T3-NA og R-NA-2(R) med udskifteligt blad T2-NA er beregnet til brug i Nordamerika til henholdsvis klasse I- og klasse II-applikationer (figur 11).

Figur 11: Blade-enheder til Nordamerika omfatter klasse I- (venstre) og klasse II-versioner (højre). (Billedkilde: GlobTek, Inc.)

Det er ret nemt at installere eller udskifte en knivsamling, og der er ikke brug for værktøj. Hvis der allerede er en kniv på plads, bruges en tommelfinger eller en finger til at skubbe og holde den fjederbelastede låsenøgle nedad for at fjerne den, forudsat at der allerede er en kniv på plads. Derefter trækker brugeren i AC-bladet for at fjerne det, mens han holder låsestiften nede, mens han trækker i AC-bladet for at fjerne det. Den ønskede AC-bladeenhed glider blot ind, indtil den klikker.

Konklusion

Det kan være frustrerende og udfordrende for leverandører eller slutbrugere at understøtte de mange verdensomspændende AC-stikkonfigurationer, der er i brug. Dette gælder især for små, vægmonterede AC/DC-adaptere, der ikke har en aftagelig ledning. Det er en konstant, kompliceret og dyr hovedpine at levere et sæt forskellige klinger for at sikre kompatibilitet med forskellige lokaliteter. For at løse dette dilemma tilbyder GlobTek et bredt udvalg af vægmonterede adaptere med lav effekt og brugerudskiftelige blade. Enhederne opfylder alle gældende og relevante sikkerheds-, præstations- og miljøbestemmelser.