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手机充电器能混用吗?

文章出处:作者:人气:-发表时间:2018-5-7 16:00:25

手机充电器能混用吗?可能有不少人会想到:不同品牌的手机与不同充电设备之间是否存在“兼容性”的问题?用2A的充电器给只允许1A充电的设备充会不会有问题?

本文就说说5V普通充电器这方面的事情,普通5V充电器的识别问题,先说说第一个问题,也就是识别问题。

5V的普通充电器,它其实不只是一个具有一定的输出电压和电流的AC/DC开关电源,在它的充电输出接口(也就是USB接口)内部,还有识别电阻。必须注意,不同厂家的定义是不同的。

以苹果为例,常用的苹果充电器通常有3种不同的充电电流,分别是0.5A的、1A的、2.1A的。这3种不同充电器的识别是通过充电器内部的USB充电接口处VDD、D+、D-和GND之间的不同分压电阻的组合来实现的。当苹果的产品,比如iPad、iPhone等接到充电器的接口时,会先检测D+和D-上的电压,对于苹果的0.5A充电器,D+的电压是2V,D-的电压也是2V,压差为0V;对于苹果的1A充电器,D+的电压是2V,D-的电压是2.68V,压差为-0.68V;对于苹果的2.1A充电器,D+的电压是2.7V,D-的电压是2V,压差为0.7V;由此可以确定该充电器的输出电流是多少,iPad、iPhone内部的电池管理器再结合内部电池的情况确定具体的输入电流。

    对于我的三星NOTE2标配的5V/2A充电器,实测了一下,它的D+和D-被短接,再通过一定阻值的分压电阻分别接到VDD和GND。空载时,测得D+和D-对地的电压是1.28V,这是这款三星手机充电器的识别方法。

 

    顺便又测了另外几个不同品牌的充电设备,发现除了有几个是强调与苹果的设备完全兼容,必须按苹果的规定内置分压电阻,使得D+和D-得到同样的电压外,其他安卓手机大都是采用把D+和D-短接的方法。

 

    苹果的iOS 5.0以上版本操作系统中也增加了对通用充电器接口,也就是对D+和D-短路的支持。在开机状态下,苹果的设备在识别到这种充电设备时,iPhone会以最大1A的电流去充电,iPad会以1~1.5A的电流去充电;关机时都只会以0.5A的安全电流进行充电。

 

标配充电器是5V/1A的,

能用5V/2A的充电器充电吗?

其实,我自己经常这么用,甚至用5V/2A的充电器给我的运动手环充电,当然,实测的最大充电电流只有几十毫安。

当今的很多智能手机、平板电脑、笔记本电脑,以及穿戴式设备,内部都有电池管理电路,都包括了DC/DC开关电源这个环节,也就是说,外部的充电器其实不是直接给电池充电的,是给DC/DC开关电源作为输入,DC/DC开关电源的输出再通过路径管理给电池进行充电、给手机电路进行供电。结合对外部充电设备的识别,这个DC/DC转换电路里会有电压和电流的反馈环节,还会根据电池的当前状态控制充电电压和电流。当然,不同厂家、不同型号的手机采用的管理方案可能不同,能力也不同。为了获得最佳充电效果,最好使用标配的充电器。

 

5V普通充电器的兼容性实测

上面说了这么多理论,接下来实测验证一下,看看苹果手机与自家的以及其他厂家的充电器之间的实际兼容性。

苹果iPhone5标配的是5V/1A 的充电器,为什么不是5V/2A的?三星的同档产品标配是5V/2A的。那就实测一下吧。测测这个剩余电量不多的iPhone5在使用标配的5V/1A充电器时的实际充电电流是多少,测试结果如图1所示,很接近1A。

 

苹果iPhone6 Plus是个大屏手机,但标配的也是5V/1A的充电器。苹果手机对内部运行软件管理得好,内置的运行内存也普遍小于安卓手机,似乎在电池容量以及电池充电方面一直比较“保守”。难道这么“高大上”的手机也不能支持大于1A的充电?那就实测一下吧。先测测iPhone6 Plus在使用标配的5V/1A充电器时的充电电流,测试结果如图2所示,使用苹果的充电器充电,电流向来都很准,很接近1A。

iPhone 6 Plus到底能不能支持大于1A的充电呢?试试接到5V/2A充电器上表现如何。先接到我的三星充电器(5V/2A)试试,一测,发现不是一家的,苹果不认三星,实测的充电电流只有可怜的0.490A(见图3),这是为了安全而采用的“标准充电电流”。如果不清楚这点,误以为用这个大电流的充电器充电速度就会快,其实充电时间反而会更长,还不如用苹果的5V/1A充电器充得快。

 

既然它不认三星的5V/2A充电器,看看它认不认自家的5V/2.1A充电器。我找到一个与苹果iPad 2.1A充电器模样相似,打着品胜标记的5V/2A充电器,先测了测它的D+和D-的电压,发现它是按兼容苹果设计的,那就看看iPhone6 Plus认不认它。接上去一测,实测的充电电流有1.642A,如图4所示。

看来iPhone6 Plus是可以支持大于1A的充电电流的,不然,外部的充电器标称的输出电流再大,手机内部的电源管理电路也会限流的,绝不会出现1.642A的显示。

 

苹果手机对充电器很挑剔,有自家的一套定义,必须按照它制定的识别标准才能兼容。那么反过来,三星手机认不认苹果充电器呢?找来一个iPad的充电器,就是5V/2.1A的那个,接到我的三星NOTE 2手机上充电,测试结果是0.998A(见图5),看来我的三星NOTE 2只能把苹果的5V/2.1A充电器当成5V/1A的认。

 

理论联系实际,通过以上这些实测我们可以看出,手机与充电器之间要“匹配”,尤其是“大品牌的”,各有各的定义,所以最好用标配的充电器充电,否则,除了可能会导致充电速度变慢,还可能会出现其他问题。

充电接头与充电线

苹果除了有自己对充电器识别的专门定义,它的充电接头向来也与众不同。

 

我发现最近很多新发布的安卓手机都开始采用USB TYPE-C接口,这种接口不但可以支持高达10Gbit/s的数据传输速率,还支持正反插。这种接口一共有24个引脚,增加了VBUS和GND的数量,各有4个,因此能支持大功率供电。按照USB PD的定义,USB TYPE-C可以支持的最高电压达20V,最大电流达5A,最大功率达100W。

 

也有个别厂家采用了独特的并联分流技术,能支持高达5V/4A的大电流充电,也就是家喻户晓的“充电X分钟,通话X小时”闪充技术。它的充电器、充电线和电池都特殊设计的,不与其他家通用。

 

除了以上提到的这些,目前大多数安卓机的接头采用的是Micro USB,很通用,很容易实现互相连接。

 

其实不管是哪种接头,材质也是非常重要的,使用好的材质,可接插次数多,寿命长,电阻低。

 

使用不同的充电线对充电会有影响吗?具有相同接口的充电线可以混着用吗?正规标配的手机USB充电线是4芯的,内部除了电源的正极和负极,还要有差分数据线D+和D-,不但用于识别充电设备,还可以与PC通信。好的手机充电器要求充电线的线材也要好,线径要比较粗,内阻小,可以支持大电流充电,外面还带屏蔽层,用料厚道。有些4芯的充电线,不但长度长,而且芯线细,会导致比较大的压降,还会影响充电器的识别,影响充电速度。

还有些充电设备标配的充电线内部是2芯的,只有电源的正极和负极,需要在靠近手机端的USB接头内把D+和D-短接,如果不短接,手机将检测不到D+和D-的电压,将会以标准充电电流(<500mA)进行充电。这种线,也不能当成数据线与PC进行通信。

综上所述,我通过测试苹果和三星手机与充电器之间的兼容性,发现虽然进行混用也可以工作,但为了获得最佳充电效果,最好还是使用标配的充电器充电。

 

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