是小七,好久不見(jiàn),今天給大家分享一篇關(guān)于 Macbook 充電器拆解的文章。(相關(guān)信息來(lái)源于 Ken Shirriff )
大家有沒(méi)有想過(guò)你的 Macbook 充電器里面有什么?充電器里面緊湊的電路可能比你想象中的要多得多。這篇文章拆解了 Macbook 充電器,帶你了解充電器里面眾多的組件,并且解釋相關(guān)原理,怎么為你的 Macbook 充電。
還是老規(guī)矩,先放上拆解后的 Macbook 充電器內(nèi)部圖。
Macbook 充電器內(nèi)部圖
大多數(shù)消費(fèi)電子產(chǎn)品,從手機(jī)到電視都使用開(kāi)關(guān)電源將墻上的交流電轉(zhuǎn)換為電子電路使用的低壓直流電。開(kāi)關(guān)電源之所以叫這個(gè)名字,是因?yàn)樗棵腴_(kāi)關(guān)電源數(shù)千次,不過(guò)事實(shí)也證明了,這確實(shí)是一種非常有效的轉(zhuǎn)換方式。
開(kāi)關(guān)電源現(xiàn)在畢竟便宜,但是在以前不是這樣的。在 1950 年代,開(kāi)關(guān)電源復(fù)雜且昂貴,用于需要小型、輕便電源的航空航天和衛(wèi)星應(yīng)用。
到 1970 年代初,新的高壓晶體管和其他技術(shù)改進(jìn)使開(kāi)關(guān)電源更便宜,并被廣泛用于計(jì)算機(jī)。
1976 年單片電源控制器的推出使開(kāi)關(guān)電源更簡(jiǎn)單、更小、更便宜。
蘋(píng)果第一次參與到開(kāi)關(guān)電源是1977年,當(dāng)時(shí) Apple 的首席工程師 Rod Holt 為 Apple II 設(shè)計(jì)了開(kāi)關(guān)電源。
對(duì)于拆解 Macbook 充電器,作者是從 Macbook 85W 電源開(kāi)始,型號(hào)為A1172,一個(gè)手可以放下。
下圖顯示了可以幫助區(qū)分充電器和假冒產(chǎn)品的幾個(gè)特征:外殼中的 Apple 標(biāo)志、右側(cè)的金屬(非塑料)接地引腳以及接地引腳旁邊的序列號(hào)。
蘋(píng)果85W Macbook充電器
打開(kāi)充電器的最佳技術(shù)是在接縫的周圍用木鑿敲擊然后打開(kāi),不過(guò)內(nèi)部有點(diǎn)奇怪(確實(shí)感覺(jué)和外表不太符合)。
打開(kāi)外殼,可以看到充電器的金屬散熱片,散熱器有助于冷卻充電器內(nèi)部的大功率半導(dǎo)體。
Apple 85W Macbook 充電器內(nèi)部
充電器的另一面是電路板,底部是電源輸出。一些微小的組件是可以看到的,不過(guò)大部分都被金屬散熱器覆蓋著,并且用黃色絕緣膠帶固定住了。
Apple 85W Macbook 充電器內(nèi)部的電路板,在右側(cè),螺釘將組件牢固地固定在散熱器上
拆下金屬散熱片后,可以看到充電器的組件。這些金屬器件占了充電器很大一部分重量。
Apple 85W 充電器的分解圖,顯示了大面積的金屬散熱片
下面標(biāo)注了充電器內(nèi)部的主要部件。(我粗糙地給備注上了中文)
交流電進(jìn)入充電器然后轉(zhuǎn)換為直流電。PFC 電路(功率因數(shù)校正)通過(guò)確保交流線路上的負(fù)載穩(wěn)定來(lái)提高效率,初級(jí)切斷來(lái)自 PFC 電路的高壓直流電并將其饋入變壓器,次級(jí)從變壓器接收低壓電源,然后輸出平滑的直流電給筆記本電腦。
接下來(lái)將更為詳細(xì)地探討這些電路。
Apple Macbook 85W 電源內(nèi)部的組件
交流電源通過(guò)可拆卸的交流插頭進(jìn)入充電器。開(kāi)關(guān)電源的一大優(yōu)勢(shì)是它們可以設(shè)計(jì)為在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)運(yùn)行,只需更換插頭,充電器即可在世界任何地區(qū)使用,從 50 赫茲的歐洲 240 伏到 60 赫茲的北美 120 伏。
輸入級(jí)中的濾波電容和電感可防止干擾通過(guò)電源線離開(kāi)充電器。橋式整流器包含四個(gè)二極管,將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
Macbook 充電器中的輸入組件,二極管橋式整流器用夾子固定在金屬散熱器上
充電器的下一步是功率因素校正電路 (PFC),用紫色標(biāo)記。一般來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單充電器會(huì)存在一個(gè)問(wèn)題:它們只在交流周期的一小部分器件消耗電力。但是如果太對(duì)設(shè)備這樣做的話,會(huì)給電力公司帶來(lái)麻煩。
而且法律規(guī)定更大的充電器使用功率因素校正的技術(shù),為了均勻地使用功率。
PFC 電路使用功率晶體管每秒精確斬波數(shù)萬(wàn)次輸入交流電,這使交流線路上的負(fù)載更加平滑。
充電器中最大的兩個(gè)組件是電感和 PFC 電容,它們有助于將電壓提升到大約 380 伏直流電。
初級(jí)電路是充電器的心臟,它從 PFC 電路獲取高壓直流電,將其切碎并饋入變壓器,以產(chǎn)生充電器的低壓輸出(16.5-18.5 伏)。
充電器采用諧振控制器的設(shè)計(jì),使系統(tǒng)能夠以高達(dá) 500 千赫茲的極高頻率運(yùn)行。更高的頻率允許更小的組件用于更緊湊的充電器。下面為芯片控制開(kāi)關(guān)電源圖。
Macbook充電器內(nèi)部的電路板,中間的芯片控制開(kāi)關(guān)電源電路
兩個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管(在概覽圖中)交替打開(kāi)和關(guān)閉以切斷輸入電壓。變壓器和電容在該頻率下諧振,將斬波輸入平滑為正弦波。
電路的次級(jí)側(cè)產(chǎn)生充電器的輸出,次級(jí)從變壓器接收電力并用二極管將其轉(zhuǎn)換為直流電。濾波電容使電源平滑,通過(guò)輸出電纜離開(kāi)充電器。
次級(jí)最重要的作用是使充電器其余部分中的危險(xiǎn)高壓遠(yuǎn)離輸出端,以避免潛在的致命沖擊。
上圖中(往上第三個(gè)圖)用紅色標(biāo)記的隔離邊界表示高壓初級(jí)和低壓次級(jí)之間的分離,兩側(cè)相隔約 6 mm 的距離,只有特殊組件才能跨越此邊界。
變壓器通過(guò)使用磁場(chǎng)而不是直接電氣連接在初級(jí)和次級(jí)之間安全地傳輸電力。為了安全起見(jiàn),變壓器內(nèi)部的線圈采用三重絕緣結(jié)構(gòu)。
廉價(jià)的假冒充電器通常會(huì)在絕緣層上吝嗇,造成安全隱患。光隔離器使用內(nèi)部光束在次級(jí)和初級(jí)之間傳輸反饋信號(hào)。初級(jí)側(cè)的控制芯片利用這個(gè)反饋信號(hào)來(lái)調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率,以保持輸出電壓穩(wěn)定。
Apple Macbook 充電器中的輸出組件。
兩個(gè)功率二極管位于左前方,在它們后面是三個(gè)圓柱形濾波電容,在電容后面可以看到微控制器板。
有個(gè)出乎意料的發(fā)現(xiàn)是帶有微控制器的微型電路板,如下圖所示。
這個(gè)16位處理器持續(xù)監(jiān)控充電器的電壓和電流,它在充電器連接到 Macbook 時(shí)啟用輸出,在充電器斷開(kāi)連接時(shí)禁用輸出,并在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)關(guān)閉充電器。
該處理器是德州儀器 MSP430 微控制器。
該微控制器電路板來(lái)自一個(gè) 85W 的 Macbook 電源,頂部有四分之一。MPS430 處理器監(jiān)控充電器的電壓和電流。
右側(cè)的方形橙色焊盤用于在制造過(guò)程中將軟件編程到芯片的閃存中。[左側(cè)的三針芯片 (IC202) 將充電器的 16.5 V降低到處理器所需的 3.3 V。
將充電器翻過(guò)來(lái)可以看到電路板上的幾十個(gè)微小元件。(如下圖所示,為了讓大家看清楚,我又粗糙地備注了一下)
PFC控制器芯片和電源(SMPS)控制器芯片是控制充電器的主要集成電路。
電壓參考芯片負(fù)責(zé)在溫度變化時(shí)保持電壓穩(wěn)定。這些芯片被微小的電阻、電容、二極管和其他組件包圍。輸出 MOSFET 晶體管按照微控制器的指示打開(kāi)和關(guān)閉輸出電源。在它的左側(cè),電流檢測(cè)電阻測(cè)量流向筆記本電腦的電流。
Apple 85W Macbook 電源的印刷電路板,顯示了充電器內(nèi)部的微小組件
為了安全起見(jiàn),隔離邊界(以紅色標(biāo)記)將高壓電路與低壓輸出組件分開(kāi)。紅虛線顯示了將低壓側(cè)(右下)與高壓側(cè)分開(kāi)的隔離邊界。光隔離器從次級(jí)側(cè)向初級(jí)側(cè)發(fā)送控制信號(hào),如果出現(xiàn)故障,則關(guān)閉充電器。
Macbook 充電器比典型充電器具有更多控制組件的原因之一是其可變輸出電壓。為了產(chǎn)生 60 瓦的功率,充電器在 3.6 安培時(shí)提供 16.5 伏的電壓。
對(duì)于 85 瓦,電壓在 4.6 安培時(shí)增加到 18.5 伏。這使充電器能夠與較低電壓的 60 瓦充電器兼容,同時(shí)仍為可以使用它的筆記本電腦提供 85 瓦的功率。
隨著電流增加到 3.6 安培以上,電路逐漸增加輸出電壓。如果電流增加太多,充電器會(huì)突然關(guān)閉大約 90 瓦。
插入 Macbook 的磁性 Magsafe 連接器比您你想象的要復(fù)雜。它有五個(gè)彈簧式引腳(稱為Pogo 引腳)連接到筆記本電腦。兩個(gè)引腳是電源,兩個(gè)引腳是接地,中間的引腳是到筆記本電腦的數(shù)據(jù)連接。
Magsafe 2 連接器的引腳。引腳對(duì)稱排列,因此連接器可以以任何一種方式插入
Magsafe 連接器內(nèi)部是一個(gè)微型芯片,可知道筆記本電腦充電器的序列號(hào)、類型和功率。
筆記本電腦使用此數(shù)據(jù)來(lái)確定充電器是否有效,該芯片還控制狀態(tài) LED。
充電器塊本身沒(méi)有數(shù)據(jù)連接;數(shù)據(jù)連接僅與連接器內(nèi)的芯片連接。充電器的操作
你應(yīng)該注意到,當(dāng)你將連接器插入 Macbook 時(shí),LED 需要一兩秒鐘才能亮起。在此期間,Macbook、充電器和 Magsafe 連接器之間存在復(fù)雜的交互。
當(dāng)充電器與筆記本電腦斷開(kāi)連接時(shí),前面討論的輸出晶體管會(huì)阻止輸出功率。
當(dāng) Magsafe 連接器插入 Macbook 時(shí),筆記本電腦會(huì)將電源線拉低。充電器中的微控制器檢測(cè)到這一點(diǎn),并在一秒鐘后啟用功率輸出,然后筆記本電腦從 Magsafe 連接器芯片加載充電器信息。
如果一切順利,筆記本電腦將開(kāi)始從充電器中獲取電源,并通過(guò)數(shù)據(jù)引腳發(fā)送命令以點(diǎn)亮相應(yīng)的連接器 LED。當(dāng) Magsafe 連接器從筆記本電腦上拔下時(shí),微控制器會(huì)檢測(cè)到電流丟失并關(guān)閉電源,這時(shí)也會(huì)熄滅 LED。。
蘋(píng)果公司的 Macbook 85W 充電器售價(jià) 79 美元,但只要 14 美元,你就可以在 其他的地方買到一個(gè)看起來(lái)一模一樣的充電器。
為此,作者還打開(kāi)了一個(gè)仿 Macbook 充電器,看看它與正品充電器的對(duì)比情況。
從外觀上看,這款充電器看起來(lái)就像一個(gè) 85W 的 Apple 充電器,只是它沒(méi)有 Apple 名稱和徽標(biāo)。但往里看會(huì)發(fā)現(xiàn)很大的不同。下圖左邊是蘋(píng)果原裝充電器,右邊是仿品。
Apple 85W Macbook 充電器(左)與仿充電器(右)的對(duì)比,正品充電器塞滿了組件,而仿品的零件更少
仿品充電器的元器件只有正品充電器的一半左右,電路板上留有大量空白。雖然真正的 Apple 充電器塞滿了組件,但仿制品卻遺漏了許多濾波和調(diào)節(jié)以及整個(gè) PFC 電路。仿充電器(大黃色矩形)中的變壓器比蘋(píng)果充電器中的要大得多,Apple 更先進(jìn)的諧振轉(zhuǎn)換器的更高頻率允許使用更小的變壓器。
Apple 85W Macbook 充電器(左)與仿充電器(右)的電路板對(duì)比,真正的充電器有更多的組件
將充電器翻過(guò)來(lái)查看電路板,可以看到 Apple 充電器的電路要復(fù)雜得多。仿充電器只有一個(gè)控制IC(左上角)。因?yàn)橥耆÷粤?PFC 電路。此外,控制電路的復(fù)雜性要低得多,并且仿制品省去了接地連接。
與作者檢查過(guò)的糟糕的假冒 iPad 充電器和iPhone 充電器 相比,仿制充電器的質(zhì)量實(shí)際上比我預(yù)期的要好 。
仿制的 Macbook 充電器并沒(méi)有切入所有可能的角落,并且使用了中等復(fù)雜的電路。仿制充電器注意安全,使用絕緣膠帶并保持低壓和高壓分開(kāi),除了下面可以看到的一個(gè)危險(xiǎn)的組裝錯(cuò)誤。Y 電容器(藍(lán)色)安裝不正確,因此其低壓側(cè)的連接引線危險(xiǎn)地靠近光隔離器(黑色)高壓側(cè)的引腳,從而產(chǎn)生觸電風(fēng)險(xiǎn)。
仿 Macbook 充電器內(nèi)部存在安全隱患,Y電容的引線太靠近光隔離器的管腳,有觸電的危險(xiǎn)
具有諷刺意味的是 Apple Macbook 充電器復(fù)雜且注重細(xì)節(jié),但它并不是一款可靠的充電器。
當(dāng)作者告訴人們他正在拆解充電器時(shí),他也迅速?gòu)某潆娖鞴收系娜四抢锸占艘欢褤p壞的充電器。
充電器電纜相當(dāng)脆弱,導(dǎo)致集體訴訟稱電源適配器危險(xiǎn)地磨損、產(chǎn)生火花并過(guò)早地?zé)o法工作。Apple 提供了有關(guān)如何避免損壞電線的詳細(xì)說(shuō)明,但更堅(jiān)固的電纜將是更好的解決方案。結(jié)果是蘋(píng)果網(wǎng)站上的評(píng)論給充電器一個(gè)慘淡的 1.5 星(滿分 5 星)。
故障的 85W Apple Macbook 電源內(nèi)部有燒痕
Macbook 充電器也因內(nèi)部問(wèn)題而出現(xiàn)故障。上面和下面的照片顯示了我收藏的一個(gè)故障 Apple 充電器內(nèi)部的燒傷痕跡。不知道到底出了什么問(wèn)題,但有什么東西導(dǎo)致了短路,燒毀了一些組件。(照片中的白色粘性物質(zhì)是用于安裝電路板的絕緣硅膠。)
故障的 Apple Macbook 充電器內(nèi)部有燒痕
像上面所分析的一樣,正品 Apple 充電器的設(shè)計(jì)比仿品充電器先進(jìn)得多,并且包含更多安全功能。然而,真正的充電器要貴 65 美元,而且作者懷疑附加組件的成本會(huì)超過(guò) 10 到 15 美元。充
電器的大部分成本都用于蘋(píng)果在其產(chǎn)品上的健康利潤(rùn)率。蘋(píng)果在 iPhone 上的利潤(rùn)率估計(jì)為 45% ,而充電器的利潤(rùn)可能更高。盡管如此,由于安全風(fēng)險(xiǎn),我不建議使用便宜的 eBay 充電器省錢。
大部分并沒(méi)有過(guò)多考慮充電器內(nèi)部的東西,但里面塞滿了許多有趣的電路。該充電器采用功率因數(shù)校正和諧振開(kāi)關(guān)電源等先進(jìn)技術(shù),在緊湊、高效的裝置中產(chǎn)生 85 瓦的功率。Macbook 充電器是一項(xiàng)令人印象深刻的工程,即使它不像你希望的那樣可靠。另一方面,廉價(jià)的無(wú)名充電器偷工減料,經(jīng)常存在安全問(wèn)題,對(duì)你和你的計(jì)算機(jī)都有風(fēng)險(xiǎn)。
以上今天我分享的內(nèi)容(忽然覺(jué)得自己手上非原裝的充電不香了),如果覺(jué)得這個(gè)拆解有意思的話,希望大家多多支持我。
此前,充電頭網(wǎng)已經(jīng)評(píng)測(cè)過(guò)了MSI微星 Claw掌上游戲機(jī),該掌機(jī)擁有7英寸的1080P屏幕,搭載 Ultra 5 135H(可選Ultra 7)處理器,內(nèi)存大小為16GB,運(yùn)行Windows 11 系統(tǒng)等等。續(xù)航充電方面擁有53Wh電池,支持PD 65W快充。
這次要詳細(xì)評(píng)測(cè)的是MSI微星 Claw掌上游戲機(jī)配套的 65W 電源適配器,擁有一體式不可拆分USB-C接口線材,除了為掌機(jī)供電外,或也可為市面上其他常見(jiàn)的C口設(shè)備充電。下面就來(lái)看看這款 msi 65W 電源適配器的性能表現(xiàn)如何吧!
msi 65W 電源適配器采用純黑高阻燃 PC 材質(zhì)外殼制作,表面細(xì)紋磨砂工藝處理,手感細(xì)膩,制作精良;充電器正面雕刻亮面處理的“msi”標(biāo)識(shí),凸顯觀感。
背面絲印產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)銘文。
型號(hào):ADP-65SD B;
輸入:100-240V~ 50-60Hz 1.5A ;
輸出:5V3A,9V3A,15V3A,20V3.25A;
擁有CCC、CE、UKCA、VI級(jí)能效等等眾多認(rèn)證標(biāo)識(shí);
制造商:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司。
充電器的線材連接端略微凸起,且外露連接處采用90°彎頭設(shè)計(jì),擁有加厚注塑處理,更抗搖擺。
電源輸入接口為國(guó)標(biāo)3孔梅花口,全銅鍍鎳材質(zhì)導(dǎo)電性更強(qiáng),耐磨耐刮。
配備國(guó)標(biāo)3孔梅花插頭,允許通過(guò)最大功率2.5A 250V~;國(guó)標(biāo)三角插頭規(guī)格為250V 10A,均擁有CCC認(rèn)證標(biāo)識(shí)。
梅花插口端子塑料外殼為光滑亮面設(shè)計(jì),插入/拔出更為順滑。
輸出端采用一體式不可拆分USB-C接口線材,使用布藝魔術(shù)扎帶捆綁固定。
Type-C 端子為加長(zhǎng)網(wǎng)尾設(shè)計(jì),更耐彎折,壽命更長(zhǎng)。
Type-C 端子內(nèi)部 PIN 腳為特殊定制設(shè)計(jì)。
線材長(zhǎng)度約為180cm,滿足用戶日常大部分場(chǎng)景使用時(shí)的連接需求。
msi 65W 電源適配器長(zhǎng)度約為66.18mm。
msi 65W 電源適配器高度約為66.01mm。
msi 65W 電源適配器高(厚)度約為28.39mm。
msi 65W 電源適配器及線材整體重量約為325g。
協(xié)議測(cè)試模塊主要測(cè)試充電器完整的快充協(xié)議,用戶可以根據(jù)具體的協(xié)議來(lái)匹配輸出設(shè)備,從而獲得更好的快充體驗(yàn)。
通過(guò) POWER-Z KM003C測(cè)試儀讀取 Type-C 端口,實(shí)測(cè)該端口支持 PD3.0、DCP等快充協(xié)議。
PDO報(bào)文方面,Type-C 端口具備 5V/3A、9V/3A、15V/3A 和 20V/3.25A四組固定電壓。
接下來(lái)就帶大家看一看這款的具體使用體驗(yàn),充電頭網(wǎng)會(huì)從兼容性測(cè)試、充電全程測(cè)試、待機(jī)功耗測(cè)試等方面帶大家全方位了解這款充電器。
針對(duì) msi 65W 電源適配器的充電兼容性測(cè)試,此次選用了數(shù)十款設(shè)備進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如下。
通過(guò) POWER-Z KM003C 測(cè)試 msi 65W 電源適配器套裝連接 MacBook Pro 16 筆電的Type-C 端口,實(shí)測(cè)當(dāng)前筆電輸入端功率為19.85V 3.22A 63.51W。
通過(guò) POWER-Z KM003C 測(cè)試 msi 65W 電源適配器套裝連接 iPhone 15 Pro Max,實(shí)測(cè)當(dāng)前筆電輸入端功率為9.15V 2.94A 26.89W。
將數(shù)據(jù)匯總成表格,可以看出,充電擴(kuò)展塢可為對(duì) PD快充兼容更好的手機(jī)設(shè)備提供更高的充電功率,所測(cè)設(shè)備中,充電功率最高為63.51W。
將數(shù)據(jù)繪制成柱狀圖可以看出,大多數(shù)手機(jī)設(shè)備的充電功率維持在5-18W范圍浮動(dòng),對(duì)于兼容PD快充的手機(jī)、平板電腦、筆電等設(shè)備,普遍有更高的充電功率。
msi 65W 電源適配器最大輸出功率65W,在測(cè)試設(shè)備方面充電頭網(wǎng)選用了 MacBook Air M3 作為測(cè)試對(duì)象,將msi 65W 電源適配器與 MacBook Air M3 放置于25℃的恒溫箱中,并接通電源,測(cè)試結(jié)果如下。
接通電源后握手20V電壓,前27分鐘功率穩(wěn)定在62W左右;隨后功率下降至59W左右并持續(xù)充電至第32分鐘;隨后功率下降至42W左右并持續(xù)充電至第46分鐘;隨后功率下降至28W并充電至第1小時(shí)07分鐘;隨后開(kāi)始進(jìn)入涓流充電模式,直至充滿,充電全程耗時(shí)約2小時(shí)03分鐘。
繪制出折線圖,可以看出,msi 65W 電源適配器為 MacBook Air M3 充電至50%耗時(shí)29分鐘,充至80%耗時(shí)55分鐘,充至100%耗時(shí)2小時(shí)03分鐘。
充電器在插座上插著不使用的情況下是否會(huì)浪費(fèi)電,具體會(huì)損耗多少電能,這是許多讀者心中的疑問(wèn),待機(jī)功耗環(huán)節(jié)就是為了解答這個(gè)問(wèn)題。將充電器插在PA300 系列功率計(jì)的插座上,并讀取功率計(jì)上的數(shù)據(jù),測(cè)試結(jié)果如下。
經(jīng)過(guò)功率計(jì)測(cè)試,充電器在220V 50Hz 電壓下的空載功耗為0.06W,換算下來(lái)一年損耗的電能約為0.53KW·h,若市電價(jià)為0.6元/KW·h,則充電器一年的電費(fèi)約為0.32元左右。
再來(lái)看看在110V 60Hz 電壓下的空載功耗,使用功率計(jì)讀取的功耗為0.03W,換算下來(lái)一年損耗的電能約0.26KW·h,若市電價(jià)為0.6元/KW·h,則充電器一年的電費(fèi)約為0.16元左右。
小結(jié)
經(jīng)過(guò)上面的空載功耗測(cè)試,msi 65W 電源適配器在 220V 50Hz 電壓環(huán)境下插在插座上不使用,一年下來(lái)消耗的電費(fèi)約為0.32元左右;而在110V 60Hz 的電壓環(huán)境插在插座上不使用,一年下來(lái)消耗的電費(fèi)約在0.16元左右。
充電器本質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)換設(shè)備,過(guò)程中會(huì)有損耗,以熱量的形式散發(fā)出來(lái);充電器從插座上汲取的功率往往會(huì)比充電器標(biāo)注的功率大一些;將 msi 65W 電源適配器在220V 50Hz 和110V 60Hz 交流輸入的情況下分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換效率測(cè)試,下圖是測(cè)試結(jié)果。
先來(lái)看看220V 50Hz電壓下轉(zhuǎn)換效率如何,整體轉(zhuǎn)換效率在78.58-91.3%之間;其中轉(zhuǎn)換效率最高的是20V3.25A檔位,轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了91.3%;轉(zhuǎn)換效率最低的是5V3A檔位,轉(zhuǎn)換效率為78.58%。
再來(lái)看看110V 60Hz電壓下的轉(zhuǎn)換效率,整體的轉(zhuǎn)換效率在78.58-89.35%之間;其中轉(zhuǎn)換效率最高的是20V3.25A檔位,轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了89.35%;轉(zhuǎn)換效率最低的是5V3A檔位,轉(zhuǎn)換效率為78.58%。
整體來(lái)看,msi 65W 電源適配器在兩類電壓下的轉(zhuǎn)換效率在同類充電器中屬于主流水平,最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了91.3%,表現(xiàn)不錯(cuò)。
由于充電器中采用開(kāi)關(guān)電源,變壓器次級(jí)輸出的并非直流電,需要經(jīng)過(guò)整流和電容濾波輸出,也就是充電器輸出會(huì)存在紋波;充電頭網(wǎng)采用示波器測(cè)試充電器輸出的紋波值,與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì),檢測(cè)充電器的輸出質(zhì)量。紋波越低,充電器的輸出質(zhì)量就越高。
首先看看220V 50Hz電壓下的空載紋波,紋波峰峰值最高的是5V0A檔位,紋波峰峰值為54mVp-p;紋波峰峰值最低的是20V0A檔位,紋波峰峰值為36mVp-p。
再來(lái)看看110V 60Hz電壓下的空載紋波表現(xiàn)如何,紋波峰峰值最高的是5V0A檔位,紋波峰峰值為44mVp-p;紋波峰峰值最低的是20V0A檔位,紋波峰峰值為32mVp-p。
首先看看220V 50Hz電壓下的帶載紋波,紋波峰峰值最高的是20V3.25A檔位,紋波峰峰值為72mVp-p;紋波峰峰值最低的是5V3A檔位,紋波峰峰值均為58mVp-p。
再來(lái)看看110V 60Hz電壓下的帶載紋波表現(xiàn)如何,紋波峰峰值最高的是20V3.25A檔位,紋波峰峰值為68mVp-p;紋波峰峰值最低的檔位是5V3A,紋波峰峰值為52mVp-p。
小結(jié)
YD/T 1591-2009 通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中充電器紋波要求是不高于200mVp-p,msi 65W 電源適配器在220V 50Hz、110V 60Hz的輸入電壓下,所有輸出功率紋波峰峰值均不高于72mVp-p,整體來(lái)看表現(xiàn)不錯(cuò)。
充電器是一種轉(zhuǎn)換設(shè)備,充電過(guò)程中會(huì)有損耗,以熱量的形式散發(fā)出來(lái),所以充電器會(huì)發(fā)熱。msi 65W 電源適配器最高支持65W輸出,將充電器放置于25℃的恒溫箱中,以20V3.25A負(fù)載一小時(shí)后采集充電器表面的溫度。
首先看看 220V 50Hz 電壓輸出下充電器溫度表現(xiàn)如何。
一小時(shí)后,使用熱成像儀拍攝的充電器表面最高溫度為58℃。
充電器另外一側(cè)表面最高溫度為68.7℃。
再來(lái)看看 110V 60Hz 電壓下溫度表現(xiàn)如何。
一小時(shí)后,使用熱成像儀拍攝的充電器表面最高溫度為69.2℃
充電器另外一側(cè)表面最高溫度為63.7℃。
將溫度數(shù)據(jù)匯總成表格,可以看出充電器在兩類電壓下進(jìn)行溫度測(cè)試時(shí),220V 50Hz 、110V 60Hz電壓下的充電時(shí)溫度在58-69.2℃。整體來(lái)看,在110V 60Hz電壓環(huán)境下充電溫度會(huì)更高一些。
將數(shù)據(jù)繪制成柱狀圖,可以看出msi 65W 電源適配器在220V 50Hz、110V 60Hz 電壓下的輸出時(shí)的最高溫度為69.2℃,充電器負(fù)載時(shí)的最高溫度滿足IEC國(guó)際電工委員會(huì)IEC62368與新國(guó)標(biāo)GB4943.1 2022對(duì)電子電氣設(shè)備測(cè)試中,溫度不高于77℃的要求。
這款msi 65W電源適配器采用高阻燃 PC 材質(zhì)外殼搭配細(xì)紋磨砂工藝制作而成,本體比較方正;采用全銅鍍鎳材質(zhì)梅花接口導(dǎo)電性更強(qiáng),上支持兩類供電輸入連接方式;USB-C輸出接口設(shè)計(jì)能夠適配市面上大多數(shù)智能設(shè)備。
性能方面,這款充電器USB-C接口支持65W PD快充,實(shí)測(cè)為手機(jī)、平板以及筆記本都可以提供不錯(cuò)的快充支持;在110V 60Hz和220V 50Hz兩類市電下,小于0.06W的待機(jī)功耗、78.58到91.3%之間的轉(zhuǎn)換效率以及多數(shù)電壓檔位下的紋波數(shù)值均低于72mVp-p,實(shí)測(cè)結(jié)果上表明這款充電器的輸出質(zhì)量整體表現(xiàn)不錯(cuò),另外以20V3.25A 65W功率室溫25℃下持續(xù)輸出一小時(shí)在69℃左右,溫度控制表現(xiàn)中規(guī)中矩。
整體來(lái)看,msi 65W電源適配器轉(zhuǎn)換效率、功率輸出質(zhì)量及溫度控制等方面在同類產(chǎn)品中處于第一梯隊(duì)水平,適配器采用USB-C一體快充線設(shè)計(jì),能兼容手機(jī)、平板電腦以及部分筆記本的快充需求,充電體驗(yàn)方面無(wú)阻礙。
此前充電頭網(wǎng)為大家評(píng)測(cè)、拆解了不少來(lái)自 DELL 的筆記本PD充電器,這些充電器無(wú)一例外采用了延長(zhǎng)的電源線設(shè)計(jì),和不可拆卸的充電線,單 USB-C 輸出,并且端子處留有LED充電指示燈,相當(dāng)貼心。做工當(dāng)然也不遑多讓,均來(lái)自大廠代工。
這次給大家?guī)?lái)的 DELL 60W PD電源適配器和以往不同,取消了固定的充電線設(shè)計(jì),大大方便了用戶后期更換線材和維護(hù),LED指示燈也得到了保留,功率密度約為0.75W/cm3,小巧的體積出門更便攜。兼容性如何?這就為大家評(píng)測(cè)一番。
DELL 60W PD電源適配器外觀延續(xù)了同系列產(chǎn)品的磨砂黑色外殼,下方有一顆電源指示燈。
單 USB-C 接口輸出設(shè)計(jì)。
指示的小白點(diǎn),過(guò)度平整。
背面的密密麻麻的安規(guī)認(rèn)證標(biāo)志,血統(tǒng)不凡。這款適配器的型號(hào)為 HA60NM200,輸入電流為 100-240V 50/60Hz,輸出支持:5V3A 9V3A 15V3A 20V3A。
梅花電源線接口,有接地端這點(diǎn)要好評(píng)。
USB-C 輸出接口細(xì)節(jié)。
DELL 60W PD電源適配器的長(zhǎng)度約為65.93mm。
寬度約為55.04mm。
厚度約為22.11mm,適配器的尺寸 65.93×55.04×22.11,體積為80.23cm3,按照6
W功率計(jì)算,功率密度約為0.75W/cm3,表現(xiàn)在同系列充電器里算是驚為天人了。
重量約為101.3g。
握在手心里,這次終于趁手了許多。
介紹完DELL 60W PD電源適配器的外觀尺寸,接下來(lái)就帶大家看一看這款充電器的具體使用體驗(yàn)。充電頭網(wǎng)會(huì)從協(xié)議測(cè)試、兼容性測(cè)試、充電全程測(cè)試、待機(jī)功耗測(cè)試等方面帶大家全方位了解這款充電器。
協(xié)議方面,使用ChargerLAB的POWER-Z KT002讀取充電器的快充協(xié)議,實(shí)測(cè)支持PD充電協(xié)議,畢竟是筆記本的適配器,
PDO報(bào)文方面,支持 5V3A、9V3A、15V3A和20V3A 四組固定電壓。
兼容性測(cè)試環(huán)節(jié)可以清楚的得知充電器為各個(gè)設(shè)備的充電情況,充電頭網(wǎng)會(huì)使用數(shù)十款設(shè)備搭配充電器進(jìn)行測(cè)試,為讀者呈現(xiàn)真實(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)。
為 iPhone 13 Pro Max 充電,功率約為 9.24V 2.92A 27.04W。
為努比亞Z30 Pro 充電,功率約為 9.24V 2.88W 26.61W。
為 MacBook Pro 16 充電,功率約為 20.38V 2.83A 57.86W。
為 Switch TV底座供電,成功觸發(fā)TV模式,功率約為5.69W。
為米家手鉆充電,功率約為 5.29V 2.89A 15.32W。
為飛科剃須刀充電,無(wú)法識(shí)別設(shè)備,經(jīng)測(cè)試是因?yàn)樘觏毜恫恢С諴D快充輸入。
將數(shù)據(jù)整理入表,充電器兼容性相當(dāng)不錯(cuò)。
將充電功率從高到低排序,制成柱狀圖方便大家直觀的比較不同設(shè)備間充電功率的差別。
充電全程測(cè)試能清楚的看到充電過(guò)程中參數(shù)的變化,這次采用的機(jī)型為 MacBook Pro 16 2021,來(lái)看看充電全程的數(shù)據(jù)變化。
充電全程電壓維持在20V左右,充電前1小時(shí)30分,功率在57W左右,隨后功率降低至47W,持續(xù)到1小時(shí)46分,隨后進(jìn)入涓流充電模式,全程耗時(shí)2小時(shí)34分。
將充電數(shù)據(jù)整理為曲線圖,充電器半小時(shí)為筆記本充電26%,一小時(shí)充電52%,全程耗時(shí)2小時(shí)34分。
充電器如果經(jīng)常插在插座上不使用也是會(huì)耗電的,只不過(guò)非常小而已。很多讀者都想知道充電器如果一直插在插座上是否浪費(fèi)電,待機(jī)功耗測(cè)試環(huán)節(jié)就是為了解答這個(gè)問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)功率計(jì)測(cè)試,充電器在220V 50Hz的空載功耗為0.119W,換算下來(lái)一年損耗的電能約為1.042KW·h,若市價(jià)電為0.6元/KW·h,則充電器一年的電費(fèi)約為0.62元左右。
110V 60Hz時(shí)的空載功耗為0.012W,換算下來(lái),一年損耗的電能約為0.105KW·h,若市價(jià)為0.6元/KW·h,則充電器一年的電費(fèi)約為0.06元左右。
充電器本質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)換設(shè)備,過(guò)程中會(huì)有損耗,以熱量的形式散發(fā)出來(lái)。我們平時(shí)看充電器上面的參數(shù)輸出100W或者65W是充電器可以為設(shè)備提供的最大輸出功率,但充電器從插座上汲取的功率往往要更大一些,下面是充電器在220V 50Hz和110V 60Hz交流輸入的情況下分別進(jìn)行了轉(zhuǎn)換效率測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如下:
220V 50Hz下,將充電器在各個(gè)電壓檔位的輸出功率拉滿進(jìn)行測(cè)試:四個(gè)檔位測(cè)得插線板AC端輸入功率和USB端輸出功率,通過(guò)計(jì)算,可得充電器的轉(zhuǎn)換效率從90.01%到93.74%不等。
110V 60Hz下,充電器的轉(zhuǎn)換效率從90.37%到92.74%不等。
由于充電器中采用開(kāi)關(guān)電源,變壓器次級(jí)輸出的并非直流電,需要經(jīng)過(guò)整流和電容濾波輸出,也就是充電器輸出會(huì)存在紋波。充電頭網(wǎng)采用示波器測(cè)試充電器輸出的紋波值,與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì),檢測(cè)充電器的輸出質(zhì)量。紋波越低,充電器的輸出質(zhì)量就越高。
這是使用充電器在220V 50Hz交流輸入下的紋波測(cè)試,紋波測(cè)試分為空載(柱狀圖中Y軸電流為0A)和重載(柱狀圖中Y軸電流為非0A)兩種,最高為76mVp-p充電器處于5V0A空載;最低為28mVp-p充電器處于15V2A輸出。
110V 60Hz下最高為中84mVp-p,充電器處于5V0A空載;最低為16mVp-p充電器處于9V2A輸出。
紋波測(cè)試小結(jié)
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中充電器紋波要求是不高于200mVp-p,DELL 60W PD電源適配器在110V 60Hz、220V 50Hz輸入電壓下,所有輸出功率紋波峰峰值均低于200mVp-p這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),表現(xiàn)不錯(cuò)。
前面提到充電器工作時(shí)會(huì)涉及到效率轉(zhuǎn)換的問(wèn)題,其中的損耗電量絕大多數(shù)以熱量散發(fā),所以充電器長(zhǎng)時(shí)間工作的發(fā)熱情況也是測(cè)試的重要一環(huán)。將充電器以60W功率持續(xù)輸出一小時(shí),采集充電器表面溫度,實(shí)驗(yàn)全程將充電器置于25°C恒溫箱當(dāng)中。
首先來(lái)看看在 220V50Hz 的市電環(huán)境下,充電器的溫度表現(xiàn)。
一小時(shí)后充電器正面最高溫度55.6°C。
充電器背面最高溫度為56.2°C。
再看看 110V60Hz 的市電環(huán)境下,充電器的溫度表現(xiàn)。
一小時(shí)后充電器正面最高溫度65.3°C。
充電器背面最高溫度為60.2°C。
DELL 60W PD電源適配器外觀上延續(xù)了前輩們的低調(diào)商務(wù),圓潤(rùn)的黑色磨砂外殼,由群光代工。不過(guò)這次一反常態(tài)的沒(méi)有采用固定的充電線,單 USB-C 輸出接口,同時(shí)將LED指示燈移動(dòng)到了充電器的正面。
性能方面,作為一款純PD充電器,DELL 60W PD電源適配器為多種設(shè)備充電,輸入功率均表現(xiàn)正常。而且在功率密度約為0.75W/cm3的小巧體積下,一小時(shí)滿功率輸出表面溫度僅為五六十度,可見(jiàn)用料扎實(shí)。