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标题: 充电技术不设「线」百佳泰有线、无线充电效能实测与评鉴报 [打印本页]

作者: wxg1988 时间: 2013-9-10 11:35 标题: 充电技术不设「线」百佳泰有线、无线充电效能实测与评鉴报

随着可携式电子装置的高度进化与普及，举凡智能型手机、平板电脑以及数码相机等众多产品也不断推陈出新；可以预期的是，电源的高度使用与随之而来的充电需求将成为它们之间所汲汲营营试图优化的共通点。不论你是使用有线USB接口为基础的万用充电解决方案，抑或采用近期发展逐渐白热化的无线充电技术，能让你的装置快速充满电量，并降低功率的耗损将成为各家厂商在研发或采购相关充电技术时的重要考虑指标。有鉴于此，百佳泰特别针对有线、无线充电技术的发展与产品，为大家进行兼具深度与广度的充电效能实测与评鉴分析；未来不论是有线或无线充电器、手机、车载多媒体娱乐系统等厂商或相关零组件开发商，皆可透过百佳泰寻求最完整的充电效能分析与兼容性测试解决方案。

本篇文章将分成三个部份，第一部分是针对有线充电技术的规范发展与市面上通用的充电器产品来进行竞争分析；第二部分则针对无线充电技术标准协所推出的充电器装置进行简介与实测；在最后一个部分，我们会对两种充电技术进行效能比拼与分析。电子装置的硬件发展战火已逐渐延烧至外围应用如充电器，能一举占领电源补给需求的关键技术版图，将为能源的使用和储存应用创造新的产业契机。

实测评鉴一：有线充电技术竞争分析

当USB不再只是数据的传输接口，而成为可供应智能型手机、平板电脑等行动装置的电源传输接口时，即符合我们之前为大家介绍过的充电器通用接口标准IEC 62684的要求，让电源供应器具有高效能、低损耗、低幅射及高安全性管理的技术规格（详情请参考IEC 62684手机充电器标准：一「体」成形、一「器」呵成）。为符合IEC 62684的技术规格，受测装置必须先通过USB-IF协会所制订的连接器测试规范以及相关规定，而USB-IF协会更将于2013年底前正式推出最新的电池充电标准1.2版本（Battery Charging V1.2，BC 1.2）的兼容性测试。简单来说，BC 1.2有三种充电模式：标准下行端口（Standard Downstream Port，SDP）、充电下行端口（Charging Downstream Port，CDP）以及专用充电端口（Dedicated Charging Port，DCP）。SDP属于标准慢充模式，仅能提供最高7.5瓦、500毫安（mA）的电流，因此充电速度较慢；DCP与CDP则为快速充电模式，能支持500mA或1,500 mA两种电流，可缩短行动装置或其他消费性电子产品的充电时间，并可直接透过交流电（AC）充电。日后欲取得USB-IF认证的装置，皆须通过BC 1.2版的CTS认证。换言之，未来不论智能型手机、平板装置、笔记本电脑以及数字家庭产品都可使用USB来进行充电。

另一方面，Apple虽然其产品的充电器接口也是透过USB来进行，但其专属的充电模式是不同于USB-IF协会所推出的BC标准；因此，我们特别藉由下表一来带领大家了解当今两大有线充电技术的优劣。

有了这个前提之后，我们即根据市面上不同充电器包含USB电源供应器、行动电源、USB车充以及汽车音响装置来进行多款的手机充电实测与竞争分析。在所谓的有线充电技术里，我们首先必须厘清的一个观念是，充电器本身会根据其充电模式与效能的不同提供固定电流或是不同模式的电流充电，但此时实际充电量的多寡是取决于手机装置本身的协议。也就是说，假使充电器本身宣告能提供最高2A的电流，但手机本身只能进行1A或是0.5A的电流充电时，这时整个充电量就会是以手机所需的电流量为主，也就是只会充电1A或0.5A，因此装置本身的充电协议才是造成其充电量多寡的主因。

（一）竞争分析一：USB电源供应器
我们找了8款USB电源供应器来对6款行动装置（手机及平板）进行充电（表二），基本上因为不同装置有各自的充电协议，因此在对应不同台USB电源供应器所拉的电流会有所差异。其中比较值得关注的议题有二，首先我们可以发现用Samsung的电源供应器来充iPad 4时，可能因为iPad 4本身的充电协议的限制，导致它只能向Samsung的电源供应器拉到0.467A的电流，因为低于0.5A的最小充电值，所以我们发现iPad 4因此不进行充电。其次，从小米机2代（MI 2）的充电量来看，我们发现不论哪一台电源供应器，MI 2都是以最大的电流趋近1A来充电，如此的好处是充电的速度会很快；然而长久下来其实对手机本身的电池寿命是有所影响的，尤其是在电量移转与消耗的过程中，会不断在降低电池的寿命。

（二）竞争分析二：Power Bank行动电源
我们找了5款行动电源来对6款行动装置（手机及平板）进行充电（表三）。MI 2的充电量依旧维持在行动电源能提供多少电量，MI 2就拉多少电量，有时所拉的电量还超过平板电脑iPad 2的充电量，在手机电池容量本来就不多的情况下，如此大电流的持续充电，对手机电池与行动电源自身的电池有极大的伤害。

（三）竞争分析三：USB车载充电器
我们找了4款USB车载充电器来对6款行动装置（手机及平板）进行充电（表四），依旧观察到MI 2的手机依旧照自己的充电模式，几乎都拉大电流来充电，电流量几乎要和平板iPad 4拉的电流一样大，尤其平板电脑本身相较于手机，本来就会拉比较大的电流来进行充电，但MI 2竟然可以拉到与平板电脑一样，甚至更高的电流。

（四）竞争分析四：车载音响装置
我们找了4款车载音响装置来对6款行动装置（手机及平板）进行充电（表五）。基本上汽车音响装置如Sony和JVC都是遵循USB的SDP标准慢充模式来提供0.5A的充电量。唯有Samisen因为没有遵循USB的SDP模式，因而造成各多数手机无法进行充电。其次，我们可以发现Sony与JVC的车载音响装置也无法对iPad 4进行充电，这是由于平板电脑iPad 4对于充电量的需求较高，但两家的车载音响装置却无法提供超过0.5A的电流，因此产生无法充电的情况。

根据上述四个测试结果可以证明，即使市面上有许多的行动电源或电源供应器，但能做到最有效的充电模式又不伤害到自身的电池寿命，实际上充电量的多寡是取决于手机装置本身的协议。因此，如何在手机的充电协议上作进一步的技术优化就显得非常重要，才能让手机在对各式各样的充电器进行充电时能有最高的互操作性，并因此获得稳定有效的电流。

实测评鉴二：无线充电技术简介与实测

关于无线充电技术的发展与相关标准协会，请参考「无线充电技术（Wireless Charging）摆脱麻烦充电器实现无限可能」文章介绍。在本次的测试报告中，我们首先将焦点锁定在WPC协会所发展的技术与其认证过的产品，其基本原理是在发送端（TX）和接收端（RX）都装置一个线圈，当TX连接电源时会形成「电流会产生磁能、磁能会制造电流」的电磁感应，而RX线圈感应到这个电磁信号，透过磁场的变化便可产生电力为电池充电。然而，我们都知道电源在功率转换的过程中一定会有能源耗损的情况产生，尤其是在无线充电TX转RX的过程（如下表六），不论是从Te1到Te2，再从Te2传递给Re1，这不同阶段的传递过程都会造成功率的耗损，也就是电流的传导不可能是百分之百的功率。另外，TX与RX两端的距离、相对尺寸、线圈设计、线圈角度以及线圈形状也都会对无线充电产生影响。例如欲将无线充电达到最高效率，碍于能量的传递与耗损限制，应该尽可能减少TX与RX之间的距离；TX与RX两端的线圈也要采取同样尺寸的设计以达到最佳的电量传输功率。

然而，根据WPC的定义，70%的功率转换是一个最高且最优化的标准。在此份评鉴报告中，我们的目的就是要来观察目前市面上贩卖并以通过WPC Qi认证的产品，是否真时达到70%这个标准。有了这个前提之后，我们再为大家简单介绍WPC所推出的几种TX技术原理（表七）。

本次无线充电测试，我们总共选取了3款市面上以贩卖的产品（表八）来对具有无线充电功能的手机进行充电，分别针对100mA到1000mA的不同负载的范围（以100mA为单位）来测试其功率，是否有达Qi的认证明载无线充电的功率转换需达70%。

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