前言

這個(gè)科普其實(shí)是一個(gè)系列，講一講關(guān)于充電器測(cè)試的那些事兒。

經(jīng)常關(guān)注充電頭網(wǎng)的朋友相信對(duì)文章中的測(cè)試內(nèi)容都已經(jīng)很熟悉了，單單充電器來(lái)講，就有兼容性測(cè)試、多口同時(shí)輸出測(cè)試、充電全程測(cè)試、待機(jī)功耗測(cè)試、轉(zhuǎn)換效率測(cè)試、紋波測(cè)試以及溫度測(cè)試等等，后面還會(huì)增加漏電流測(cè)試。

今天就來(lái)詳細(xì)的聊聊其中一項(xiàng)，如何測(cè)試充電器的紋波。

紋波是什么？

以手機(jī)充電為例，手機(jī)充電的過(guò)程中，電力是從插座經(jīng)由充電器轉(zhuǎn)換成低壓直流電，通過(guò)線材傳輸，最終到達(dá)手機(jī)的電池。這其中，手機(jī)接收的電力是直流電，而插座的電力是交流電。可以簡(jiǎn)單的將充電器的作用理解為將插座中的交流電轉(zhuǎn)換為手機(jī)能接受的直流電。

在交流降壓后，整流濾波成為直流輸出的時(shí)候，使用固態(tài)電容或是電解電容濾波，通過(guò)電容的充放電，平滑輸出電壓，起到濾波的作用。但電容存在內(nèi)阻，次級(jí)整流輸出的電流，在電容內(nèi)阻上產(chǎn)生壓降，疊加到電容電壓上，產(chǎn)生交流的成分。這時(shí)候的電壓峰值是隨周期上下輕微波動(dòng)的，所以稱之為紋波。

紋波過(guò)大會(huì)影響到半導(dǎo)體設(shè)備的正常工作，造成觸屏飄屏，自動(dòng)點(diǎn)擊及其他干擾等，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞設(shè)備，所以說(shuō)紋波水平也是一個(gè)衡量充電器輸出品質(zhì)的重要指標(biāo)，通過(guò)測(cè)試充電器的輸出紋波，也可以了解充電器的設(shè)計(jì)水平以及用料品質(zhì)，幫助我們選擇可靠的充電器。

測(cè)試紋波需要有哪些設(shè)備

既然談到測(cè)試了，就不得不提到充電頭網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室了。目前充電頭網(wǎng)所有的測(cè)試數(shù)據(jù)全部來(lái)自于充電頭網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室。

這是充電頭網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室的一角，充電器的紋波測(cè)試就是在這里完成的。目前想要完成充電器的紋波測(cè)試需要準(zhǔn)備一些硬件設(shè)備。除了充電器外，還需要準(zhǔn)備電源儀器、負(fù)載儀器以及示波器。

這是一臺(tái)電源儀器，也可以將它理解為家里用的插座。和常規(guī)的插座不同的是，這臺(tái)電源儀器可以輸出不同電壓以及不同頻率，這樣可以為充電器提供不同的測(cè)試環(huán)境。比如可以將電源調(diào)整至220V/50Hz輸出，這樣可以模擬充電器在220V市電下的使用；還可以將電源調(diào)整至110V或者90V輸出，可以為充電器提供90V和110V的輸出。

這是一臺(tái)負(fù)載儀器，或者說(shuō)用電設(shè)備。如果聽(tīng)不懂的話可以這么說(shuō)，日常我們使用的手機(jī)筆記本電腦都是用電設(shè)備，區(qū)別在于手機(jī)筆記本電腦充電時(shí)的功率不是持續(xù)穩(wěn)定的，而負(fù)載儀器的作用就是可以保證長(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定的功率消耗，模擬充電器大功率輸出狀態(tài)。充電頭網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室的這臺(tái)負(fù)載儀器支持最高150W的負(fù)載功率。

除此之外還有示波器，示波器通過(guò)內(nèi)部的高速ADC采集輸入的電壓信息，處理放大到屏幕顯示，并以波形和數(shù)字示數(shù)的形式將充電器的紋波數(shù)據(jù)最終呈現(xiàn)在我們面前。

最后，還需要有POWER-Z測(cè)試儀，這臺(tái)測(cè)試儀就不用多介紹了，也是老朋友了，主要用來(lái)控制充電器的輸出電壓值。

如何測(cè)試紋波數(shù)據(jù)

要想測(cè)試紋波，電源、負(fù)載、POWER-Z測(cè)試儀、示波器都要具備。分別將電源、負(fù)載以及示波器接電，沒(méi)錯(cuò)，電源也是需要接220V電壓的。

將電源調(diào)整至110V 60Hz輸出，模擬110V的市電環(huán)境。

準(zhǔn)備好后就可以將充電器插在電源的輸出接口上面了。

隨后將POWER-Z測(cè)試儀連接到充電器的USB-C接口上面，并打開(kāi)誘騙界面。此時(shí)已經(jīng)讀取到了充電器的PDO報(bào)文，此次測(cè)試的是一款65W的充電器。

負(fù)載自帶正負(fù)極兩個(gè)接線柱，接上兩根自帶夾爪的線材用于連接充電器。

再將一根5A C2C快充線剪開(kāi)，將另一端的正負(fù)極分出來(lái)，分別連接兩根線的正負(fù)極。注意，連接后需要使用電工膠布包裹，避免短路。

此時(shí)C2C線材的一端已經(jīng)接到了負(fù)載儀上面，將另一端插在POWER-Z測(cè)試儀。

此時(shí)POWER-Z測(cè)試儀將充電器誘騙為5V輸出，按下POWER-Z測(cè)試儀頂部右側(cè)的按鍵調(diào)整至20V輸出。

最后是示波器，將示波器的表筆接在負(fù)載儀的接線柱上面。此時(shí)一套測(cè)試充電器紋波的場(chǎng)景就已經(jīng)搭建好了。

充電頭網(wǎng)測(cè)試的充電器紋波主要分為重載和空載兩個(gè)部分，空載部分就是測(cè)試充電器插在插座上不用時(shí)的紋波數(shù)值，重載就是充電器在工作為設(shè)備充電輸出時(shí)的紋波數(shù)值。從負(fù)載測(cè)試儀的顯示面板可以看出，此時(shí)充電器正處于5V輸出檔位，但沒(méi)有電流，自然也就沒(méi)有功率，所以此時(shí)為空載狀態(tài)。

再來(lái)看示波器，從示波器中可以看到此時(shí)的紋波峰峰值為32mVp-p，這也就是充電器在5V空載狀態(tài)時(shí)的紋波數(shù)據(jù)，需要說(shuō)明的是示波器的紋波峰峰值是一直在一個(gè)范圍變化的，所以需要取一個(gè)大致中間的值作為空載紋波的數(shù)據(jù)。

再來(lái)看此時(shí)使用POWER-Z測(cè)試儀將充電器的輸出電壓誘騙到5V。

點(diǎn)擊數(shù)字3將電流調(diào)整至3A，點(diǎn)擊Enter確認(rèn)選擇3A電流。

再次點(diǎn)擊On/Off打開(kāi)開(kāi)關(guān)，此時(shí)充電器就會(huì)以5V3A 15W的功率持續(xù)輸出。

在輸出時(shí)使用示波器監(jiān)測(cè)充電器的紋波，這就是最終充電器在以5V3A 15W的功率輸出時(shí)的紋波數(shù)值。其他檔位類似，這里就不再過(guò)多介紹了。

將測(cè)試的數(shù)據(jù)采集完畢，上圖就是最終呈現(xiàn)出來(lái)的充電器空載時(shí)的紋波數(shù)據(jù)了。

這就是充電器在220V和110V市電輸入下的重載紋波數(shù)據(jù)了。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

本次所介紹的紋波測(cè)試方式其實(shí)是充電器眾多測(cè)試項(xiàng)目其中的一項(xiàng)，紋波數(shù)據(jù)可以從一定程度上反映出充電器的用料和設(shè)計(jì)水平。它可以看出充電器在直流輸出時(shí)夾雜的交流成分，并以此來(lái)判斷出充電器的質(zhì)量。

此次的紋波測(cè)試是科普系列中的一個(gè)，后面還會(huì)介紹充電器的待機(jī)功耗、溫度等等是如何測(cè)試的，感興趣的朋友可以持續(xù)關(guān)注充電頭網(wǎng)后續(xù)的推文。