【电子日记20240415:PD充电头的选择】
2024-04-15 05:26:50
  • 0
  • 0
  • 0

氮化镓PD充电头的技术发展到今天已经达到了很高的水准。中国在这方面的水平已经毫不落后世界上的任何国家,这令人欢欣。国内的氮化镓充电头产品也是铺天盖地,型号众多,但是也存在相当的同质化问题,好在目前的绝大多数产品,在质量上都还保持得不错,很少有粗制滥造的货色。

如此多的品牌,型号的产品,作为消费者应当怎样选择呢?

实际上这是一坛深水,需要大量的知识和理论去解释。为了简化,我只好用最简单的,容易理解的语言去描述。

其一,关于协议。我发现很多使用电器的消费者们并不明白什么是协议,不知道为什么他的相机插上自己的充电头却不能充电,在论坛里请教是否他的相机坏了?我在这里简单地说说。电源接口本来是非常简单的原理,两根电线,一根作正极,另一根作负极,就能实现直流电的传送,还需要什么协议?过去的电器,一个用电器佩戴一个电源,没有任何问题,简单方便。但是,随着科技的发展,消费者手中的电器产品越来越多,一个人可能拥有几个几十个电源适配器,充电头,那么是否有可能利用一个电源适配器来给所有的电器充电,供电呢?是否有可能把所有电器的电源接口都标准化呢?这无疑是技术上的一大进步,是科技的发展。于是就有人设计出所谓的协议了。设计者利用了电脑最常用的USB电缆来作电源传输,从最初的USB-A接口到如今普及的USB-C接口。早期的协议比较简单,设计者利用了USB-A电缆中的D+/D-两根导线来传递不同电平的电压,用不同的电压门限来代表0、1数字,在供电器一端来指定其输出规格,就是电压电流,来满足用电器的需要。发展到如今,协议的种类越来越多,各家厂商都搞出来自家特有的协议,但比较通用的协议有PD,QC,PPS几种。它们又分为2.0,3.0等等。例如,如今的PD3.0协议采用独立的导线传送数字脉冲串信号,来表达用电器所需要的电流电压,然后,供电器收到这些数字,把它们存储,识别,指定电压电流的设定参数,然后才会输出符合要求的电压电流给用电器。这样就实现了,用一个电源给多种电器供电,充电的目的。

由此可见,一个电源,是否能用在自己的电器上就要看接口是否兼容,协议是否都支持。除此之外,电源自身的能力也会限制电源的适用范围。比如,一个能输出最高12V电压的PD电源,是不可能给一些笔记本供电的,尽管两者都支持PD协议,因为笔记本需要16V电压。这样,在选购多用电源时,首先就要看自己的设备都需要什么协议,需要多高的电压电流,只有当两者都符合需求时,电源才可以正常支持设备的供电和充电。

但是难点在于,许多产品并不会标出它们支持的全部协议。有些PD电源本身支持PPS协议,但是厂方的性能指标中却不表明,有些则不支持PPS协议,两者根本无法区分。唯一鉴别的办法就是用USB电源协议测试仪去测试,才能了解它们到底都支持哪些协议。这些电源如果标注了它们支持PD3.0,QC3.0协议,那么也代表了,它们也支持2.0协议,因为这些不同等级的协议都是向后兼容的。

其二,关于架构。氮化镓电源分为两类,一类属于单输出电源,像笔记本电脑配带的充电器,微单的充电器等等,它们仅有一个USB-C输出接口,其内部也仅有一路开关电源外加协议识别芯片和控制电路,结构相对简单,尺寸小,转换效率高;另一类电源则设计了几个输出接口,最常见的是两个USB-C接口外加一个USB-A接口。这类电源就复杂了,是因为它们的原理不同,架构不同,因此尺寸更大,转换效率可能更低。

从负载上分析,假如你在电源上同时插上3个用电器,一个是手机,一个是笔记本,还有一个是微单,你想,电源要怎么工作呢?手机可能会需要5V5A电源;笔记本需要的是16V4A的电源,而微单要的是9V1A的电源,那么,你的电源是否应该同时具备3路不同的恒流稳压电路来满足需求呢?但是,为了缩小体积,为了降低成本,厂商根本不可能为每一路输出端口都设计对应的一路电源电路,他们只能为你设计一路稳压恒流电源,然后采取其他方法来给各个端口分配不同的输出,这就会造成很多的弊端。

一种方式,设计主电源为一路USB-C端口供电,输出较大的功率,然后再设计两路小功率的二次DC-DC变换器来共给其他两个接口来使用,这算好的;有些产品仅仅设计了一路二次电源,然后用电路分配给剩余的两个接口,话句话说,你不能同时使用3个接口,而只能用其中的两个。但是,厂家的宣传绝对不会告诉你这一点,宣传中一定会让你误解,认为3个端口能同时使用,当你实际使用时,就会发现,当插上第三路输出线以后,第二路可能就自动断电了。

这类架构的电源有较大的弊端,那就是转换效率。一次电源和二次电源的效率相乘,得出的数据就是电源整体的转换效率。比如87%X85%=73.95%。较低的转换效率会造成电能的浪费,和更高的发热量,尤其是发热,会极大地影响电源的使用体验和寿命,不得不增大电源的散热片,尺寸来防止温度过高。遗憾的是,目前的多口电源绝大多数都采用了这种架构,因此效果往往都有遗憾。

另一种比较好的架构是并列设计了两路一次电源,来分别供应两个USB-C端口,然后使用二次变换器来支持USB-A端口,因为后者的输出功率最小,影响不大。这种方案的优点显然是转换效率高,热量小。其特点是,内部有两个尺寸较大的开关变压器。

实际上,选择并列转换器的两路输出的电源适配器是比较理想的。而带有3路4路输出的电源并不理想。如果你要选择多路输出的电源,就应该看看那些尺寸较大的,采取多路并列输出的产品。现在消费者面临的难题时,厂家不会给你展示电源的内部结构图,你怎么知道某种型号的产品采用了哪种架构?我也无奈,只能建议大家多看拆解和评测吧,那些资料才有意义。

最后,祝大家都能买到自己理想的电源适配器。不能光看尺寸大小,过分压缩的电源使用起来可能会很烫手,尺寸大的反而质量可能更好。尽可能选那些大品牌,有名的厂家推出的电源,但小厂产品也有很多高性价比的型号,最后还是那句话,多看拆解评测。

 
最新文章
相关阅读