2016年1月15日 星期五

線損補償很神嗎? 有圖真的有真相嗎?

線損補償很神嗎? 有圖真的有真相嗎?


最近常看到有些拍賣網站標榜充電器線損補償,也強調有些線的線損很低像筆者之前測試的線如LG,把兩種產品組合變成超強的組合,理論上目前這樣的組合真是絕配,但是大家可能不知為何要做線損補償,如何從圖片中找出是否誇大不實的測試圖片,最重要的能否判斷出真假產品,我想線的好壞判斷可以從筆者之前所寫的就可以知道如何判斷。

線損補償的充電器目的就是當外在的負載電流大時,充電器可以偵測到負載電流變大之後可以自動提升一些電壓,相對輸出電流也會大一點點,但這大一點點的電壓會產生電流會消耗在線和充電器,尤其是充電器會變得效率會差而且會變得更熱,當然因為熱,充電器裡面的零件壽命就會減少,整個充電器壽命就會減少,運氣不好的就會燒毀;另外被充電的手機、平板或其他裝置也需要有過壓保護的裝置,早幾年舊款手機遇到這有線損補償的充電器,有些會充壞掉,現在的手機都有過壓限制的裝置較不會過壓燒毀的狀況。有線損補償的充電器缺點是輕載(電流小)和重載(電流大)輸出電壓的漂移範圍較大,有時在輕載時還有機會飄到5.5V,若是要來充其他裝置,若超出誤差範圍反而是災難,畢竟USB 5V的裝置也還真不少。

在網路三星充電器上大概可以找到標有三種規格
5V/2A  Note2 版本
5.3V/2A  Note3版本 (5V補償範圍較為大)
9V1.67A or5V/2A (QC2.0快充版本) Note4版本 (5V補償範圍較為小,因為有9V模式)

如果不是以上的規格,購買時可要小心
在網路上有很多Note3充電器的照片,很多強調線損補償很強,有的圖片顯示出充電器可以到5.4x V /2.3x A以上,乍看之下這輸出的效能真好,但是經過計算
P=5.4V x2.3A=12.43W
充電器Note3的規格5.3V/2A  P=5.3Vx2A=10.6W 若誤差有10% 10.6x1.1=11.66W
大家在網路上看到測試圖有電壓電流的數值,可以計算一下就知道是否真實合理,超過太多或不合理的數值都可避免被騙,或許真是測量的電流表不準確,找出魔鬼的細節,就可以買到真貨,也可以評估賣家的專業程度  

https://tw.bid.yahoo.com/booth/Y2315755126?bfe=1
http://class.ruten.com.tw/user/index00.php?s=jnnovationstore

以Note3 LG1.8m為測試條件,電流1A和2A的電壓補償在穩定的狀態不到0.1V



https://tw.bid.yahoo.com/booth/Y2315755126?bfe=1

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2015年12月4日 星期五

如何選購適合的行動電源,你的行動電源輸入電壓電流是5V2A(5伏特2安培)以上嗎?


在台灣網路銷售市場上許多標榜大容量的行動電源,可以充手機或平板幾次等直接量化數據來說服你,又是價格便宜又是容量大感覺CP值非常高,然後都說別人的是黑心商品。真讓人眼花撩亂不知該買哪一個才好,我們就來教大家注意幾個規格來篩選一些產品。

首先,行動電源的電池芯大約分兩種,一種是稱之為18650的電池材質是鋰電池(Li-ion),另一種是鋰聚合物電池(Li-Polymer),有些產品也不會告訴你電池的材質,消費者也不懂這材質的差異。有些行動電源使用的18650鋰電池,多採用不鏽鋼罐居多,不鏽鋼罐因金屬特性較不具延展性,所以若發生短路或過充問題時,會發生爆炸機會就不小。鋰聚合物電池(Li-Polymer)則採用膠狀電解質,外觀是延展性較好的鋁箔包裝型態,不會爆炸(通常膨脹變形),安全性較佳外型可塑性高,不過鋰聚合物電池一經變形後雖不會爆炸,但只要有裂痕裡聚合物與氧氣接觸就會產生爆炸和燃燒,所以一般規格看到10000mah以上大部分都是用多個18650的鋰電池並聯或串聯所得到的規格,鋰聚合物也可以做大容量但相對體積可以做比較小市面上又超薄又號稱大電流都是鋰聚合物電池芯,但超薄的設計沒有預留鋰聚合物變形的空間,萬一不小心穿破,那結果就不堪設想,因為著作權的關係,可以在youtube搜尋相關影片鋰電池爆炸,所以,行動電源使用1-2年以後建議你更換行動電源。

另外,我們我們在規格上比較會不注意的就是行動電源的輸入和輸出電壓電流,尤其在輸入電壓電流更是一般人不太會注意的,因為那牽涉到你的行動電源充電的時間長短,如果你仔細看規格,通常會標明是輸入是5V/1A或是5V/2.0A,安培是越大代表充電的時間越短,但是也要配合充電器也要能提供輸出5V/2.0以上的電流才能有縮短充電時間的效果,我們舉例來說且不考慮轉換效率等因素

10000mah 4V的電池芯的行動電源,輸入是5V/1Ah
P=IV=10000mah x 4V=40000mw=40w 電池芯的總功率
輸入功率為
1A x 5V = 5w
40w / 5W = 8小時,大概所需充電時間,若你買的行動電源超過20000maH以上,那就要充很久很久

輸入是5V/2A
2A x 5V =10w
40w / 10w = 4 小時,大概充電的時間

實際上的充電經過轉換效率等等因素都會比計算時間長,但充電時間5V/2A絕對會比5V/1A縮短將近一倍的時間,若你買的行動電源超過20000maH以上,那就要充很久很久

同理,行動電源輸出的電流能力也決定對手機或平板的充電時間長短有絕對關係,若行動電源輸出是5V/1A也比5V/2A充手機平板來的久很多,因為用同樣的線,1A2A的充電效率,會浪費在線的損耗會更大,所以目前有些新型手機有新增快沖模式,所以你的手機或平板有支援快沖模式(QC2.0 9V/1.67A),就可以考慮有快沖模式的行動電源,這都是要縮短充電時間和提高充電效率。

因此,若平常用電量很大當然買較大的電容量,但缺點是大電池容量的電池充電時間要充很久,同時都是用18650的鋰電池規格,時間久了電池較不穩定,每天手機平板用電較不大的,大概只需要充1-2次的使用量,選購電池容量5000mA - 8000mA鋰聚合物電池的行動電源會比較實用,當然規格都要5V2A的輸入和輸出電壓電流才能達到最好的效果。


2015年10月18日 星期日

原來USB充電線才是讓行動電源充不進去或是充很慢的元兇

                 
                   常常有人問我,為什麼買了有品牌或大容量的行動電源後感覺要充很久而且還充不滿的感覺,又好像是充電充不進去 ; 有些情況是用行動電源充手機時也好像充不太進去,是不是行動電源有問題。其實有可能是行動電源或是充電器或是USB充電線都有可能有問題,但是卻不知如何去判斷,一般使用者都會相信手機原廠附的充電器應該比較好應該比較不會有問題,而且買到的行動電源絕大部分都不會附贈充電器,都是拿手機廠牌附贈的充電器和USB傳輸線就拿來充行動電源,使用者也不會去注意這附贈的充電器提供的輸出電流大小,和行動電源的輸入規格,反正輸出是USB,線可以插進行動電源就好了,各家賣手機廠牌那麼大錯不了,充不進去先懷疑是行動電源有問題

        其實,各家廠牌手機定位不同價格也不同,附贈的充電器也因手機等級不同而規格可能也有所不同,當然也有號稱高價手機可是附的充電器也不怎麼提供大電流輸出,大部分只針對各家廠牌的手機來充電,充電器規格夠用就好,通常都是提供5V1A(安培)輸出,直接充手機應該2-3小時就可以充滿,但是行動電源又號稱60000mA,如果拿5V1A充電器那應該要充很久很久直到天荒地老,如果又拿了不好的USB 充電線,尤其USB 線又很容易作假,表面看起來很粗卻採用線徑小的線材,這樣越長的線則線損就越大,就有可能充不進去。因此有一個測量設備便可以協助使用者來分辨是哪個部分出問題,手中剛好有個USB電壓電流表測試器,就可以輕易分辨充不滿、充很慢或是充電器或是行動電源甚至是USB充電線哪個部分有問題。

         我們利用USB電流表UP-LCDV031A/2A電阻負載來測試充電器和USB充電線的電壓電流的輸出能力消耗的現象           

    UP-LCDV03 規格
      輸入電壓 : 3V-15V
      輸出電流 : 20mA-3500mA(0.02A-3.5A)    


      本次測試的充電器和負載電阻和USB線材

      首先,左邊分別接上充電器、USB電流表和1A安培負載電阻測試輸出數值
      右邊則換上LG35cm USB傳輸線取代USB電流表的傳輸線
      首先,要先確認USB 電流表的線材線損
        P=5.02Vx0.97A = 4.8694w                                          P=5.00V x 0.99A = 4.95w


    P=5.11V x0.96A = 4.9056w                                        P=5.07V x1.00A =5.07w

                   從以上測試比較,發現LG35cm 優於電流表的線材線損,因此我們以   LG35cm USB線為比較基準,而不使用USB電流表上的線材。
     
      下列圖示為量測結果



      從上述量測的結果,我們得到幾個結果
1.    以電流表+1A負載為基礎,基本上這幾個充電器在沒有加掛其他USB 線線損的情況下都符合規格5V1A的輸出
2.    問題在加上USB 線之後,就看出輸出電壓有下降的現象,這代表USB 線有線損的情況,電壓下降越大代表線損越大,把部分功率都消耗在線材上,而沒有完全轉移到負載電阻上;例如要算出HTC USB線的線損可以用下面方式得出結果
          我們以壓差較大的HTC 94cm USB線來比較計算
          例如Apple 充電器使用HTC 94cm線,相對於LG 35cm 線損差為
      (5V x 0.99A)-(4.86V x0.95A)=0.333w,以此得出下表 
充電器
A.      LG35cm基準
ASUS 90cm-A
HTC94cm-A
LG1.8M-A
結論
Apple
5.00V / 0.99A 4.950w
4.91V / 0.97A 0.1873w
4.86V / 0.95A 0.333w
4.95V / 0.97A 0.1485w

ASUS
5.07V / 1.00A 5.07w
4.96V / 0.97A           
0.2588w
4.93V / 0.97A
0.2879w
5.00V / 0.99A 0.1200w

HTC
5.04V / 0.99A 4.9896w
4.95V / 0.97A           
0.1881w
4.89V / 0.96A
0.2952w
4.98V / 0.98A 0.1092w

三星1A
5.29V / 1.04A 5.5016w
5.18V / 1.02A           
0.2180w
5.12V / 1.01A   
0.3304w
5.21V / 1.03A 0.1353w
三星充電器提供較好的線損補償
三星2A
5.41V / 2.07A 11.1987w
5.21V / 1.97A             0.9350w
5.09V / 1.96A 1.2223w
5.29V / 2.03A 0.4600w
三星充電器提供較好的線損補償
結論



LG1.8m線損表現最優


註 : 三星Note 3充電器可以提供2A的輸出,所以多加測2A負載,其他充電器則只能輸出1A 


從上述計算結果得知,線材特性越差對於越高輸出電壓的充電器損耗越大,線材也越容易發熱,像三星的充電器有線損補償如果搭配HTC USB 線進行2A的充電,則就有多出1.2223W損耗在線材上,如果是用其他不知名的USB線那就更危險,更有機會充不進去行動電源,尤其是可以進行2A以上充電的行動電源,更需要選擇低阻抗低線損的線材特性,如LG35cmLG1.8m等線損較低的線材來使用,線損相對較低也可以充得更快。

由此可知不同充電器特性和USB 線材特性的線損會有所關連,大家都沒注意USB線材雖然不起眼,但是卻在這次實驗中反而可能是最大的問題,雖然會有些許誤差,但透過USB電壓電流表卻可以協助判斷充很慢或充不進去的原因,是充電器或是線材的問題甚至可以判斷是否是行動電源的問題。
這次測試因手中只有一個三星2A的充電器沒有其他廠牌,卻意外得到意想不到的結果……線損的影響,市場上有很大部分的行動電源只能接受5V1A的輸入,行動電源能夠接受5V2A以上的輸入可以加快充電的速度和縮短充電的時間,待下回再來測試其他廠牌行動電源解析如何找出高CV值和選出適合個人習慣使用的行動電源。