Powerbank bertugas menyimpan energi listrik dalam baterenya, dan kemudian energi listrik ini dapat dipakai untuk mengisi batere pada smartphone atau perangkat lainnya. Tidak semua energi yang tersimpan pada powerbank dapat dipakai, karena sebagian akan terbuang menjadi panas.
Pada tulisan ini diasumsikan powerbank dan smartphone sama-sama menggunakan batere Lithium Ion dengan tegangan kerja 3.7 volt.
Pada powerbank terdapat 2 proses yang melibatkan transfer energi yaitu sebagai berikut:
- Pengisian powerbank , pada proses ini batere powerbank diisi, umumnya menggunakan charger USB dengan listrik dari jala-jala listrik. Selain dari jala-jala listrik, bisa juga menggunakan sumber lain misalnya aki mobil, solar cell dan sebagainya. Pada proses ini ada energi yang terbuang menjadi panas, yaitu pada proses perubahan listrik jala-jala ke 5 volt dan perubahan listrik 5 volt menjadi 3.7 volt
- Pengisian smartphone, pada proses ini energi pada batere powerbank dipakai untuk mengisi batere pada smartphone. Pada proses ini ada energi yang terbuang, yaitu pada proses perubahan listrik 3.7 volt dari power bank ke 5 volt, dan pada proses perubahan listrik 5 volt dari ke 3.7 volt pada smartphone.
Diagram pengisian batere powerbank adalah sebagai berikut:
Pada proses pengisian batere powerbank dari jala-jala 220 volt, listrik dari jala-jala dengan tegangan 220 volt AC diubah dengan menggunakan USB charger menjadi tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini dikirim dengan kabel USB ke powerbank. Pada powebank, tegangan 5 volt dari kabel USB diubah menjadi 3,7 volt supaya sesuai dengan batere yang dipakai. Pada prakteknya tegangan yang dipakai untuk mengisi tidak tepat 3,7 volt, namun disesuaikan dengan algoritma pengisian batere yang dipakai, karena batere Lithium Ion biasanya memerlukan tegangan dan arus tertentu untuk mengisinya.
Pada proses ini terjadi kehilangan energi pada USB charger dan DC-to DC converter. Pada proses ini terjadi kehilangan energi pada setiap kali konversi, yaitu konversi 220 volt ke 5 volt, dan 5 volt ke 3,7 volt. Untuk mudahnya anggap saja setiap konversi punya efisiensi 90%, jadi total efisiensi adalah 90% x 90% = 81 %
Diagram proses pengisian smartphone adalah sebagai berikut:
Pada proses pengisian smartphone, tegangan 3,7 volt dari batere power bank diubah menjadi 5 volt dengan menggunakan DC to DC converter. Tegangan 5 volt ini kemudian dikirim dengan kabel USB ke smartphone. Pada smartphone, tegangan 5 volt ini diubah menjadi 3,7 volt sesuai dengan tegangan batere di dalam smartphone. Rangkaian charger dalam smartphone umummya cukup cerdas, sehingga dapat menyesuaikan tegangan dan arus supaya sesuai dengan kondisi batere yang dipakai., dan dapat otomatis berhenti jika batere sudah penuh.
Pada proses ini terjadi kehilangan energi pada setiap kali konversi, yaitu konversi 3,7 volt ke 5 volt, dan 5 volt ke 3,7 volt. Untuk mudahnya anggap saja setiap konversi punya efisiensi 90%, jadi total efisiensi adalah 90% x 90% = 81 %
Jadi jika misal kita ada powerbank dengan kapasitas 5000 mAh, kita dapat harapkan powerbank ini dapat dipakai untuk mengisi sebesar 5000 x 81% = 4050 mAh, jadi ada energi terbuang 19% yaitu 950 mAh.