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维护消费者权益 MC建立移动电源评测室

2013-07-26《微型计算机》测评室《微型计算机》2013年7月上

由电芯、电路板和外壳三部分组成。电芯维护消费者权益MC建立移动电源评测室随着智能手机的待机时间越来越短,以及平板等数码设备的普及,越来越多的用户会选购一款移动电源以备不时之需。移动电源领域的过快发展,造就了一个畸形的市场。一方面,智能手机等数码设备普及快,消费者需求量大,移动电源的价格又很低,很快就培育出了一个庞大的市场空间。另一方面,移动电源行业技术门槛低、缺乏行业标准、缺少领导厂商,但是需求量大,赚钱容易,很多大小厂商纷纷杀入这个行业,想要分一杯羹。在这样的市场状况下,移动电源的品质良莠不齐的现象特别突出。优秀的厂商严格遵守行业规范,在品质上不敢造次。而部分行业硕鼠则摸透了消费者贪图便宜心理,采取虚标容量、偷工减料,甚至采用二手电芯的恶劣行为。一旦有一家商家采用上述手段成功了,赚得一笔后全身而退,便会有越来越多的商家效仿。

维护消费者权益 MC建立移动电源评测室

移动电源和普通IT产品不同的是,它的内部存储了大量的能量,一旦品质有问题,极有可能造成漏液、爆炸、燃烧等严重后果。为了规范移动电源行业的产品质量,也为了消费者的安全,《微型计算机》将努力为消费者打造一个“干净”的移动电源阵地。从7月开始,MC将建立“移动电源评测室”栏目,用专业的方法和设备,专注于移动电源的产品评测和质量监督。同时,我们也将在该栏目中普及移动电源的基础知识,去伪存真。我们相信,一个人的声音是有限的,但有这样的声音在,就还有希望存在。

移动电源测试方案

移动电源在结构上非常简单,主要由电芯、电路板和外壳三部分组成。电芯就是充电电池,厂商所标称的移动电源容量就是电芯容量。而电路板的作用就是将3.7V的电芯升压到5V输出,同时提供短路保护、过载保护等安全保护功能。用于衡量移动电源品质的主要指标就是电芯容量和电路板的转换效率。转换效率消费者并不清楚也无法测试,因此购买产品时则主要考虑电芯容量大小。在移动电源行业中,不法厂商就主要靠虚标电池容量、采用二手电芯等方法获取高额利润。接下来,我们简单介绍一下移动电源相关的测试方法,让读者了解我们应该从哪些指标去评判移动电源的优劣。

从移动电源充满电到闲置,再到使用,整个过程处处有电量损耗。总体上,影响实际充电电量的有五大因素:电芯实际容量、待机电流、电路板转换效率、线材和转接头的内阻损耗、手机、平板和笔记本电脑电池的转换效率损失和内阻损耗。而跟移动电源移动电源相关的损耗是电芯实际容量、待机电流、电路板转换效率,针对这些项目,我们设计了以下几个测试方案:

移动电源实际输出电量

我们平时所接触到的移动电源的容量是指额定电压下电芯的容量,单位为mAh毫安时或Ah安时(1000mAh=1Ah)。实际上正确的电能描述单位应该是Wh瓦时,它是电池容量(Ah)和电池电压(V)的乘积。笔记本电脑电池往往都会有Wh、mAh两个额定指标,一个是电能,一个是容量,计算公式如下:

Wh瓦时=Ah安时×V电压

由于电能储存在电芯中,电能一定的时候,释放的电量和电压高低有关系。电芯的电压为3.7V,在经过升压转换为5V输出后,所能输出的电量会明显减少。假设一个10000mAh容量的电芯,在不考虑转换效率的情况下,经过升压5V输出后,多只能输出7400mAh的容量。只是平时我们用移动电源充电的设备使用的也是3.7V电池,电能经过3.7V→5V的升压输出后,到手机里又会降压到3.7V保存。我们以往在计算10000mAh容量的移动电源为一个2500mAh容量的手机理论充电次数,是用10000mAh除以2500mAh等于4次,这个计算方式不但忽略了损耗,还忽略了中间的一次电压转换过程。

我们的测试是用电子负载仪模拟5V输出,所测得的容量是电芯由3.7V升压5V后的输出,所以理论上至少有74%的折扣,10000mAh的移动电源多只能测得7400mAh的容量,但是前后的电能都是一样的37Wh。实际上,电压转换过程中电路板的转换效率不可能做到100%,实际测得的容量会更低。一定要记住,负载仪测得的实际输出容量不能直接换算能为手机电池的充电次数,因为这里测的是5V输出的容量,手机电池为3.7V,两个容量因为电压不同不能直接换算。现在的移动电源标称输出一般有两种,一种是5V 1A输出,一种是5V 2.1A大功率输出。我们统一对移动电源设定5V 1A的负载,因为高电流大小会导致发热更大,损耗更多,不能在同一条件下衡量电量。

移动电源电芯电量

前面说到由于电能从电芯往外转换输出时有一个升压过程,实际电量会有74%的折扣,再加上电路板的转换效率损失,通过电子负载仪测得的移动电源实际输出电量和标称电量会有非常大的差距。而厂商往往又是以电芯电量来标称移动电源的产品电量,我们如何判断厂商否虚标?同是使用10000mAh电量电芯的移动电源所测得的实际输出电量可能只有5000mAh但另一款产品拥有转换效率高的电路设计,也可能测得6500mAh的电量。所以,判断厂商是否虚标,只有直接测试电芯容量。我们拆开移动电源,我们使用分容器对每款移动电源的电芯进行完全放电,然后再充满电,以检测电芯的实际容量。按照业内标准,电芯实际容量的差异在标称值的±5%以内都被视为实标,低于标称值5%就是虚标。是否虚标,一测便知。

移动电源转换效率

除了升压和转换效率损失外,由于电芯内阻、接口等因素的影响,还有充电设备的转换效率、发热等,实际电量损失会更大。当然,影响转换效率关键的因素还是电路板设计,电路板的效率在80%~93%之间,再加上74%的升压损失,实际所测得一款足量10000mAh的移动电源实际输出可能只有6000mAh。我们测试电路板的转换效率,将电路板连接在直流稳压电源和电子负载仪上,读取电流和电压参数,就可以算出转换效率。这项测试主要考察厂商的电路设计优劣,优秀的电路设计会明显提升所输出电量。当然,在测得实际输出电量和电芯的真实电量之后,也可以用以下公式直接算得电路板的转换效率。

转换效率=实际输出电量×实际输出电压5V/真实电芯电量×电芯电压3.7V

安全保护功能

移动电源的安全保护功能主要有短路保护、过载保护、过充保护和过放保护四种。短路保护、过载保护主要是保护产品使用安全,而过充保护和过放保护则主要是为了保护产品的使用寿命。我们用设备考察短路保护和过载保护两项,它们是属于移动电源基本的保护措施。短路保护的作用是在移动电源出现短路时,及时关闭,避免烧毁产品。在测试时,我们将短接移动电源的USB接口,再观察移动电源是否自动关机断电。过载保护是保证在负载电流大的情况下,移动电源能及时地关闭,避免过热烧毁。按照移动通信终端电源适配器及接口技术要求,电源适配器大输出电流不应超过额定电流的1.5倍,但是并没有针对移动电源的标准规范。我们仍然使用负载仪来测试该项目,测试结果好不要太高。

移动电源空载电压、带载电压按规范,电源接口的输出电压应该在±5%以内,4.75V~5.25V之间,空载的充电接口电压也应该在这个范围之内。

针对以上的测试项目,我们购入了两台测试设备用于移动电源的测试。一台为艾德克斯IT8500+电子负载仪,用于移动电源的成品检测,包含移动电源实际输出容量、空载电压、带载电压、过载电流、短路测试等项目。一台为新威BTS-30 00电池分容器,用于电芯的功率、容量、能量检测。除了专业仪器之外,配件品质、功能设计等都会列入我们的考察范围。

接下来,我们选择一款之前测试过的移动电源派客青春派再次进行详细测试,通过专业仪器进行考察,来评判它的优劣。派客青春派移动电源是一款设计非常出色的产品,我们在6月下刊中已经对其进行过一次测试。它的标称容量为6000mAh,默认输出为5V 1A。功能方面的设计我们不再过多介绍,接下来,我们就通过仪器来逐一测试它的性能。

移动电源实际测试

移动电源放电容量

我们使用负载仪测得派客青春派的实际放电容量为4439mAh ,放电时的平均电压为4.75V ,按照测试数据计算它所释放的电能为4439mAh×4.75V=21.085Wh。如果按照标称容量6000mAh来计算,它标称的电能为22.2Wh,由此推算电路板的转换效率高达21.085/22.2=94.9%。这是一个非常不错的成绩,不但转换效率超高,也进一步说明该产品的电芯容量应该没有虚标,甚至略微超过标称值。

移动电源电芯电量

接下来我们进一步拆解,测试它的真实电芯容量。派客青春派移动电源使用的是TPC深圳崧鼎科技有限公司的锂聚合物电池,电池上标准的规格为22.2Wh、6000mAh、3.7V。通过分容器的测试,它的实际电量达到了5941mAh,也就是说,它符合标称容量。

移动电源转换效率

经实际测试,该电源的电路板转换效率的确很高,达到了95.9%。原因是它使用了同步整流方案,相比普通二极管升压方案,不但转换效率高,而且发热量很小。同样容量的电芯,可以输出更多的电量。

安全保护功能

从输出电量曲线就可以看到,整个放电过程中,电压都比较稳定。当没电时,立即关断输出,拥有过放保护。短路保护、过充保护都正常。短路保护后,通过充电激活。过流保护点在1.5A左右,电流从1A往上提升的过程中,电压从4.75V逐步降低到3.8V,到1.5A关断输出,保护有效。

移动电源空载电压、带载电压前面我们介绍了它的带载时平均电压为4.75V,刚好在规范要求±5%的边缘,有时会低于4.75V。空载电压为5.15V,符合规范。

从我们的测试结果来看,派客青春派是一款电量符合标称,转换效率高的移动电源。缺点就是工作电压偏低,整个充电过程游离在标准下限处。通过专业的测试设备和手段,我们能够更加准确地衡量一款移动电源的性能和表现。如果是虚标容量、品质不过关的产品,就会在我们的测试中原形毕露。在今后的栏目中,MC评测室将采购更多的热门移动电源进行测试。其中可能是大品牌的高端产品,也可能是淘宝的廉价货。总之,我们想通过媒体长期的公正测试和专业报道,能进一步规范移动电源行业。让害群之马更少,消费者使用起来更安全。

艾德克斯IT8500+电子负载仪
艾德克斯IT8500+电子负载仪

新威BTS-3000电池分容器 
新威BTS-3000电池分容器

派客青春派移动电源放电曲线

派客青春派移动电源放电曲线
派客青春派移动电源放电曲线

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用户评论

共有评论(1)

  • 2014.01.13 17:57
    1楼

    微型计算机编辑部: 你们好!我是贵杂志在北京的一位阅读资历十几年的读者,曾经与你们也去过几次邮件,估计时间久远你们淡忘。值此辞旧迎新之际,我谨向【微型计算机】编辑部所有同仁祝福农历新年和农历春节!希望在新的一年你们的杂志越来越好、越来越有特色,让我始终阅读下去。 在2013年后几期杂志你们刊登的一系列关于PC电源的介绍,让我受益匪浅,我个人对电脑电源多年来抱有审慎敬畏的心态,借此机会我特来向贵栏目组求教几个粗浅实用的问题。我自诩是个电脑高手,十几年来在组装和简易维修过几百次电脑,可是在数月之前我在使用一个很旧并且锈迹斑斑的电源时通电开机即行发生打火爆炸,之后整个电源被烧毁。这个当时卓然吓了我一大跳,不过开始我并不太紧张,可是在那之后我越想越后怕,越来越紧张,多年来我也遇到过插线板闪光状况,因此本人对此莫终于是,对待电源质量有担忧的心态,甚至于看到一个废旧的PC电源和电源插座都会弃之千里。直到近我的心绪已经发展到了当我每次打开电脑电源之前,都要想半天是否会有问题,在我看来任何电源产品早晚都会有短路出事的那天,我对电脑电源的质量安全性严重关切,尤其是在开机通电一霎那,虽然这只是个案而且很旧的配件,但是我现在对于电源安全心有余悸,我感到任何一部来历不明电源多少都存在着隐患。我不知道如何避免这样的问题或灾害出现,请问编辑部这个现象是否可以用技术和经验来解决呢?我遇到这个问题到底出在哪里了呢?每一部电源产品放置了很久后再用,是否都有严重的安全隐患呢?我到哪里才能买到真正彻底安全的电源盒插线板呢?我自己真不知道自己哪天在任何地方就遇到爆炸等灾难事故,请微型计算机编辑高手们为我解惑! 祝你们新春快乐!身心健康!甲午年马到成功!万事遂心! 资深读者:陈彬 于北京

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