Hoe het dilemma van de wereldwijde wandvoeding op te lossen met behulp van verwisselbare AC-bladen.

Veel technische normen zijn nu wereldwijd verenigd of geharmoniseerd in grote wereldwijde regio's. De IEC en de bijbehorende UL-normen definiëren bijvoorbeeld de veiligheidsvoorschriften voor consumentenproducten. Voor medische hulpmiddelen bestaan soortgelijke consistente normen. Zelfs elementaire AC/DC-voedingen, die aan vele veiligheids- en prestatienormen moeten voldoen, zijn voldoende uniform, zodat één enkel voedingsmodel wereldwijd kan worden verkocht.

Er is echter één gebied waar een dergelijke hoge mate van gemeenschappelijkheid niet bestaat, en ook niet zal bestaan: de fysieke wisselstroomstekker en het stopcontact die kleine consumentenproducten en medische apparaten verbinden met de in de muur gemonteerde wissel/gelijkstroomadapter/voeding. Om historische redenen hebben veel landen (en soms zelfs regio's binnen een land) hun eigen voorkeur voor stekkers, die in de industrie "bladen" worden genoemd.

Als gevolg daarvan moeten verkopers van kleine, laag-wattage (<10 watt) wandvoedingsapparaten voedingen in voorraad hebben en leveren die verder identiek zijn - met uitzondering van de bladen. Dit compliceert de toeleveringsketen, verhoogt de kosten en verhoogt het risico van onbeschikbaarheid. Een andere optie is het gebruik van zogenaamde desktop units met vervangbare netsnoeren in plaats van aan de muur gemonteerde voedingen, maar dit verhoogt de kosten en het ongemak.

In dit artikel wordt ingegaan op een innovatieve oplossing voor dit ogenschijnlijk bescheiden maar frustrerende probleem. GlobTek, Inc. biedt muurbevestigde AC/DC-voedingen met verwisselbare, door de gebruiker verwisselbare bladen, evenals desktop-eenheden die kunnen worden omgebouwd, zodat de stekker van de voeding door de OEM of eindgebruiker kan worden aangepast aan de lokale configuratievereisten. Dit innovatieve ontwerp is beschikbaar voor voedingen waarbij een discreet netsnoer - permanent of verwijderbaar - geen wenselijke of praktische optie is.

Het is een verenigde wereld - of misschien toch niet

Ondanks een grotendeels geharmoniseerde wereldwijde technologie en economie, zijn er wereldwijd tientallen standaard bladschikkingen (informeel vaak plugs en hun sockets genoemd) in gebruik voor de basis wisselstroomleiding (Afbeelding 1). Sommige zijn algemeen gestandaardiseerd, zoals de twee- en driebladige plugs in Noord-Amerika, terwijl andere een zeer beperkt bereik hebben.

Afbeelding 1: Hier worden enkele van de vele wereldwijd gebruikte plug- en socketmodellen getoond. (Bron afbeelding: Gear Patrol)

De redenen voor deze uiteenlopende bladconfiguraties lopen uiteen. In sommige gevallen was het een gevolg van de poging van een plaatselijke stroomleverancier of fabrikant van toestellen om enige controle te krijgen over de aansluitingen, hetzij omwille van de consistentie, hetzij om de markt af te schermen. Ook waren veel vroege energiesystemen (bronnen en bijbehorend net) sterk gelokaliseerd en bedienden zij slechts een kleine regio, zodat er geen behoefte was aan gemeenschappelijkheid.

Niet alleen de plaatsing van de bladen is van belang, maar ook de afmetingen van de bladen. In sommige gevallen is het verschil tussen de bladconfiguraties vrij klein en bijna onzichtbaar voor het blote oog. De Noord-Amerikaanse NEMA 5-15 stekker en de Japanse JIS C 8303-plug zien er bijvoorbeeld hetzelfde uit, maar er zijn enkele cruciale verschillen. Terwijl de breedtes van de bladen vergelijkbaar zijn, zijn de bladlengten verschillend (Afbeelding 2).

afbeelding 2: De standaard Noord-Amerikaanse NEMA 5-15 en Japanse JIS C 8303 driepolige plugs lijken sterk op elkaar, maar er zijn kleine maatverschillen. (Bron afbeelding: Interpower Corp.)

Deze verscheidenheid vormt een ernstige uitdaging voor verkopers van systemen met wisselstroomvoeding en hun stroomaansluitingen en -adapters. Voor systemen bestaat de gebruikelijke oplossing erin eenheden te leveren met verwijderbare netsnoeren voor aansluiting op een standaard internationale IEC 60320 C14-socket (Afbeelding 3) - formeel een Power Entry Module of PEM genoemd - op de behuizing of het chassis, en vervolgens het juiste snoer met de eenheid mee te sturen (of de eindgebruiker kan het ter plaatse kopen).

Afbeelding 3: De IEC 60320 C14-socketreceptacle wordt veel gebruikt op chassis en wordt gekoppeld aan een snoer met een geschikte wisselstroomstekker aan het ene uiteinde en een bijpassende connector aan het chassisuiteinde. (Bron afbeelding: Interpower Corp.)

Voor apparaten zoals laptops en pc's is een snoer met de IEC 60320 C5-plug en de bijbehorende op het chassis gemonteerde IEC 60320 C6-receptacle op de netadapter ook mogelijk (Afbeelding 4). (Merk op dat dit zelfs internationaal vaak een "Mickey Mouse"-connector wordt genoemd vanwege zijn vorm - zonder oneerbiedige bedoelingen).

Afbeelding 4: Een andere gebruikelijke connector voor internationale, verwijderbare netsnoeren, zoals op netadapters, is de IEC 60320 C5-plug (links) en de bijbehorende IEC 60320 C6-receptacle (midden); vanwege zijn dwarsdoorsnede wordt deze connector vaak een "Mickey Mouse"-connector genoemd (rechts). (Bronnen afbeelding: Links en midden, Digital Plug en Socket Museum; midden, Wikipedia)

Als alternatief kunnen eindgebruikers een verwijderbare adapter gebruiken uit de alomtegenwoordige "internationale reizigerskits". Deze zijn echter over het algemeen van mindere kwaliteit, onhandig, omvangrijk en in het algemeen hinderlijk voor serieus gebruik (Afbeelding 5).

Afbeelding 5: Deze universele adapterkits kunnen nuttig zijn voor op reis, maar zijn over het algemeen ongeschikt voor de meeste situaties met een plug. (Bron afbeelding: CNN)

Geen van deze oplossingen zijn echter levensvatbare of aantrekkelijke opties voor kleine wisselstroomadapters met laag vermogen die rechtstreeks in het stopcontact worden gestoken (vaak muurbevestigingsadapters genoemd). Hier is dus enige vernieuwing nodig.

Een betere aanpak: vervangbare bladen

In plaats van te proberen voor elke bladconfiguratie verschillende aan de wand gemonteerde AC/DC-adapters te leveren of zijn toevlucht te nemen tot duurdere niet aan de wand gemonteerde adapters met door de gebruiker vervangbare AC-snoeren, is een vindingrijkere aanpak de adapter te behouden, maar in plaats daarvan gemakkelijk vervangbare bladen aan te bieden (Afbeelding 6).

Afbeelding 6: Door het aanbieden van door de gebruiker verwisselbare bladassemblages kan een enkele wandvoedingseenheid gemakkelijk worden geconfigureerd om te werken met vele wereldwijde stopcontacten. (Bron afbeelding: GlobTek, Inc.)

Hierdoor kunnen leveranciers veel minder verschillende artikelen voeren, aangezien zij alleen de juiste bladen - een kleiner, lichter, passief hulpstuk - aan een bepaalde regio hoeven te leveren. Het gebruik van verwijderbare bladen brengt de mechanische of elektrische integriteit niet in gevaar. Alle eenheden met verwijderbare bladen voldoen aan alle relevante wereldwijde en regionale regelgevende normen voor prestaties, veiligheid, efficiëntie en mogelijkheden.

Bovendien zijn eenheden beschikbaar die voldoen aan de normen van klasse I of klasse II. In voedingen van klasse I wordt de gebruiker beschermd tegen gevaarlijke ingangsspanningen door ten minste één laag basisisolatie en een geaard geleidend chassis. Alle voedingen van klasse I moeten een veiligheidsaarde hebben die naar een elektrisch geleidend chassis in de voeding wordt geleid.

Voedingen van klasse II daarentegen beschermen de gebruiker tegen gevaarlijke ingangsspanningen door ten minste één laag basisisolatie, plus een laag aanvullende isolatie of een laag versterkte isolatie. Door deze dubbele of versterkte isolatie zijn IEC klasse II-voedingen niet verplicht de veiligheidsaardleiding - de derde pin op de connector - aan te sluiten.

Een voorbeeld hiervan is de WR9QD666KRPNG2309(R), een externe 9 volt, 6 watt AC/DC-wandadapter met meerdere bladen; een enkel blad wordt meegeleverd. Deze eenheid van klasse I meet ongeveer 65 × 42 × 31 millimeter (mm) en is uitgerust met een vrouwelijke tonconnector van 3,5 × 1,3 × 12,0 mm aan het uiteinde van de 183 centimeter (cm) standaard DC-uitgangskabel (andere connectors/lengtes zijn optioneel verkrijgbaar) (Afbeelding 7).

Afbeelding 7: De WR9QD666KRPNG2309(R) is een klasse I wandadapter die 9 volt levert bij maximaal 6 watt in een kleine, efficiënte verpakking. (Bron afbeelding: GlobTek, Inc.)

Voor toepassingen van klasse II levert de externe wandadapter WR9QE500CCPNAIMR6B AC/DC 12 volt bij maximaal 6 watt/0,5 ampère (A) (Afbeelding 8). Als een klasse II-eenheid vereist het slechts twee bladen op de AC-connector. De standaard DC-uitgangsbekabeling is een 1200 mm lange kabel met een 5,5 × 2,1 × 11 mm vrouwelijke barrelconnector (Afbeelding 8).

Afbeelding 8: De externe WR9QE500CCPNAIMR6B AC/DC-wandadapter is ingedeeld in klasse II en heeft dus geen derde aarding nodig. (Bron afbeelding: GlobTek, Inc.)

Voor USB en klasse II-toepassingen met laag vermogen levert de WR9QA1200USBNMEDRVB adapter 5 volt bij maximaal 6 watt. In tegenstelling tot de wandadapters met een DC-uitgangskabel en connector, heeft dit model een type "A" USB-aansluiting (Afbeelding 9).

Afbeelding 9: De 5 volt/6 watt WR9QA1200USBNMEDRVB-adapter heeft een USB-connector type A in plaats van een DC-uitgangskabel en -connector. (Bron afbeelding: GlobTek, Inc.)

Verwisselbare bladen maken het verschil

GlobTek biedt een brede selectie van verwijderbare/vervangbare bladen om de complexiteit van de ondersteuning van wereldwijde AC-plugconfiguraties aan te pakken (Afbeelding 10).

Afbeelding 10: Een blik op enkele van de door GlobTek aangeboden bladen toont de uitdaging om een "universele" voorziening te bieden voor wereldwijde compatibiliteit. (Bron afbeelding: GlobTek, Inc.)

Een nauwkeurige blik op twee veelgebruikte bladen toont de eenvoud van de verwijderbare bladconstructie. De R-NA-3 verwisselbare bladen T3-NA en R-NA-2(R) verwisselbare bladen T2-NA zijn bestemd voor gebruik in Noord-Amerika voor toepassingen van respectievelijk klasse I en klasse II (Afbeelding 11).

Afbeelding 11: Bladconstructies voor Noord-Amerika omvatten versies van klasse I (links) en klasse II (rechts). (Bron afbeelding: GlobTek, Inc.)

Het installeren of vervangen van een bladassemblage is vrij eenvoudig en er is geen gereedschap voor nodig. Om het blad te verwijderen, in de veronderstelling dat er al een mes op zijn plaats zit, wordt een duim of vinger gebruikt om de veerbelaste vergrendelingssleutel naar beneden te duwen en vast te houden. Vervolgens trekt de gebruiker, terwijl hij de borgpen ingedrukt houdt, aan het AC-blad om het te verwijderen. Het gewenste AC-blad wordt gewoon naar binnen geschoven tot het vastklikt.

Conclusie

Het kan frustrerend en lastig zijn voor leveranciers of eindgebruikers om de vele wereldwijde AC-plugbladconfiguraties die in gebruik zijn te ondersteunen. Dit geldt met name voor kleine, aan de muur gemonteerde AC/DC-adapters die geen verwijderbaar netsnoer hebben. Het leveren van een diverse set bladen voor compatibiliteit met verschillende locaties is een voortdurende, ingewikkelde en kostbare kopzorg. Om dit dilemma te overwinnen, biedt GlobTek een breed scala aan wandadapters met laag vermogen en door de gebruiker verwisselbare bladassemblages. De eenheden voldoen aan alle toepasselijke en relevante veiligheids-, prestatie- en milieuvoorschriften.