四、其他性能测试

1、温升

充电器热量跟功率密度、效率值、内部方案设计、环境温度等等有关,功率密度低的产品因为体积大有足够的空间让元件布局隔开,表面积大,温度会较低,但体积往往十分巨大。而功率密度高的产品,内部往往采用了小板堆叠组合等设计,尽可能地将充电器做小方便用户携带,表面积比较小,理论上温度会比功率密度低的产品高。

另外单口充电器与多口充电器因为电路设计上不同的发热也有区别,单口充电器属于 AC to DC 直接输出方式,而多口充电器为了兼顾多口独立电压输出,是 AC to DC 之后再 DC to DC,经过二次降压发热量相对单口充电器会高一点。

作为参照,满载一小时测试中,低功率密度的氮化镓充电器满载温度一般在 60 - 70 度之间,而高功率密度的单口氮化镓充电器一般在 70 度左右,高功率密度的多口氮化镓充电器温度一般都会超过 70 度。

对充电器的温升进行测试,测试条件为在温度约为 25℃ 的恒温箱中以 20V 5A 100W 的功率持续输出一小时的温升情况进行测试。

以 20V5A 100W 的功率持续满载输出 1 小时后采集充电器表面最高温度为 73．7℃。

翻转至另一侧,充电器表面的最高温度为 70℃。

2、满载稳定性

USB-C 在单独使用时支持最高 20V5A 100W 的输出功率。以20V 5A 100W满载对充电器进行稳定性测试,测试时间为一小时,测试过程中电压值呈水平直线,无明显波动情况,长时间满载比较稳定。

3、待机功耗

经过功率计测试,努比亚 120W 氮化镓充电器在 220V 50Hz 的空载功耗为0．092W,换算下来一年损耗的电能约为0．8KW·h,若市价电为0．6元/KW·h,则充电器一年的空载功耗约为0．48元左右。

110V 60Hz 时的空载功耗为0．028W,换算下来,一年损耗的电能约为 0．24KW·h,若市价为 0．6元/KW·h,则充电器一年的空载功耗约为0．144元左右。

4、转换效率

加入转换效率的测试模块是想让读者了解到充电器的输入功率和输出功率差了多少,充电器本质上是一种转换设备,过程中会有损耗,以热量的形式散发出来。

我们平时看充电器上面的参数输出100W或者65W是充电器可以为设备提供的最大输出功率,但充电器从插座上汲取的功率往往要更大一些。下面是努比亚 120W 氮化镓充电器在220V 50Hz和110V 60Hz交流输入的情况下分别进行了转换效率测试,测试结果如下:

220V 50Hz下,将努比亚 120W 氮化镓充电器在各个电压档位的输出功率拉满进行测试:五个档位测得插线板 AC 端输入功率和 USB 端输出功率,通过计算,可得充电器的转换效率从 82．48% 到 90．33% 不等。

110V 60Hz 下,充电器的转换效率从 81．32% 到 89．10%不等。

5、纹波测试

空载情况下:五个档位输出时纹波峰峰值从20mVp-p到44mVp-p不等。

重载情况下:九个档位输出时纹波峰峰值从22mVp-p到50mVp-p不等。

充电器在110V 60Hz交流输入的情况下进行了空载与重载的纹波测试,测试结果如下:

空载情况下:五个档位输出时纹波峰峰值从16mVp-p到46mVp-p不等。

重载情况下:九个档位输出时纹波峰峰值从26mVp-p到62mVp-p不等。

纹波测试小结

国家标准中充电器纹波要求是不高于200mVp-p,努比亚 120W 氮化镓充电器在110V 60Hz、240V 50Hz输入电压下,所有输出功率纹波峰峰值均低于200mVp-p这个标准很多,表现不错。