有理据才信服 PConline移动电源评测规范

2013-07-16 00:17:33  来源:pconline 原创  作者:四维  责任编辑:zhaohuan 

  智能手机的爆发式增长,带动了移动电源行业的逐渐成熟,移动电源生产商不仅更加专注于产品竞争,而且已经开始注重品牌影响力。当下移动电源市场,急需要有一个公正、明晰的认证体系,来发现真正具有高品质的移动电源产品,为消费提供购买和使用中的建议,树立客观参考标准,促进行业长远发展。鉴于此,2013年7月,我们正式发布了PConline移动电源评测规范。

首图

评测宗旨:提供全面而实用的移动电源项目评测文章,为消费者展现最真实的产品性能评价和购买建议,监督移动电源产品质量,促进行业良性发展。

评测对象:所有能够提供正常功能的移动电源产品。

测试仪器:深圳费思泰克科技有限公司生产的FT6301A可编程电子负载。FT6301A电子负载提供恒电压、恒电流、恒电阻和恒功率四种测试模式,并且独具电池容量与电池内阻测试功能,该电子负载整合了及时精确的电压、电流测量功能,能够分辨最低1mV的电压和0.1mA电流,在电池测试领域有着独特的优势。

测试原理

  首先我们先来简单介绍一下移动电源的简易工作原理。目前所有移动电源的标准电芯电压均为3.7V,但是充电器和USB输出接口的电压均是5V,所以电路保护板承担了一个管理者的角色。当给移动电源充电时,电路板能够把5V的电能转化为3.7V电芯所能接受的能量,并且防止过充和爆炸;当移动电源工作时,电路系统把3.7V的电升压到5V,再经过USB接口输出。电芯和电路控制系统的质量决定了一款移动电源的最终性能。

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移动电源的简易工作原理示意图

  知道了移动电源的工作原理,理解下面的测试原理就不难了。我们模拟电子负载是一个接收量为5V 1A的待充电设备,分别在恒电流、恒电压、恒电阻、恒功率模式下测试移动电源的各项参数,详细应用范围见下图。

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电子负载的工作模式和应用范围

  根据电子负载的特性以及易用指数,现阶段我们推出了其中四项指标来综合评定移动电源的品质,按照重要性排名分别是:转换效率、波动指数、电压范围、可用容量比。

  在评测部分,我们的项目共分为两种,一种是客观项目,即可以通过仪器去验证的,另外一种是主观项目,即影响用户日常使用,却无法用明确的数据规范的。下面先让小编来讲解一下客观项目部分。

客观项目:

■客观评测项目一:转换效率

  转换效率本来是用来衡量太阳能电池把光转化为电功率的一个指数,应用到移动电源领域,我们可以简单认为是电源“实际输出功率”与“标称可输出功率”的百分比。计算公式如下:

移动电源转换效率=实际输出功率/标称输出功率

  我们假设有一个标称容量10000mAh的移动电源,其电芯标准电压是3.7V,那么它的标称输出功率为P1=10Ah·3.7V=37W。而通过实际测量发现该电源只输出了6200mAh,平均输出电压为5V,则实际功率P2=6.2Ah·5V=31W。根据公式,我们得出这款移动电源的转换效率η=P2/P1=83.78%。

  下面我们用两个损耗值来证明电源的转换效率为什么不可能达到100%。 

移动电源使用中的固定损耗
 损耗原理是否可克服损耗百分比
损耗一把3.7V的电芯输出升压到5V输出造成的损耗不可克服10%-30%
损耗二线缆、电路电阻中的损耗不可克服5%-15%

 

而在整个移动电源中,影响转换效率的因素,主要有以下三点:

  1、电芯的内阻。众所周知,电芯是移动电源的核心部件,因此质量好的电芯,其转化率自然更高。所以在选购移动电源,必须了解清楚移动电源的电芯材料,比如要分清是聚合物还是18650电芯,是钴酸锂电芯还是三元聚合物电芯。

  2、保护板的转化程序。程序越智能,能耗越小。移动电源的电路,技术平台起点低,但是如果真正要做一款优质的移动电源,技术方面是有很大突破的。

  3、保护板的控制IC。主流的控制IC有台系的和日系的,就目前来说日系的控制IC比台系的转化率要高。

 

  根据能量守恒定律,一款10000mAh容量3.7V的电芯,就算100%升压到5V之后,也只有7400mAh可用(10000mAh·3.7V=7400mAh·5V)。假如此时升压效率是85%,则可用容量为7400mAhx85%=6290mAh,再算上5%的线材、电阻与热量损耗,由此可见,即便是一款好的产品,其转换效率可能也只有80%左右。而目前市面上,能够达到80%的产品,都算得上比较优秀了,而70~80%之间的产品,属于正常水平,而低于70%的,在实用性、安全方面,都有一定的缺陷。

■客观评测项目二:波动指数

  指单位时间内移动电源在放电过程中出现的输出波动次数。我们知道移动电源的电流和电压都不是绝对稳定的,而是呈现规律性的波动。以下面正在正常放电的移动电源为例,来具体分析移动电源的波动指数。

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  上面一行是电流的走势图,其数值在0.9998A-1A之间波动,我们看到在0.9999A-1A之间的曲线波动非常具有规律性,是正常的;而除此之外,出现三次跌到0.9998A的位置,明显低于平均值,这是不正常的,我们认为:单位时间内该移动电源发生了三次波动。

  下面一行是电压的走势图,其数值从5.23V一直向5.19V规律下降,期间并没有出现明显的急速上升或急速下降的情况,我们认为:单位时间内该电源的波动次数为零。

  一般来说,波动次数越少,代表移动电源的输出越稳定。后续评测中,我们主要以完整的电压走势图作为参考,并且将波动指数直接列入移动电源的分级机制(波动指数)。

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