拆解测评丨国货也能有精品:绿联39元充电头和三星149元原装头全方位测评

2017-03-13 19:02:21 admin66 676

    这两年绿联在数码配件行业异军突起,多款数码产品在各大电商平台销量遥遥领先,随之而来的各种绿联和其它品牌产品对比也是大量涌现。作为一个电子爱好者,本期跟大家直观展现绿联39元充电头和三星149元原装头全方位测评,图片较多,先感谢大家支持!

一、绿联CD122 QC2.0充电头拆包篇

快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
充电头包装盒上还有一层透明吸塑保护膜,可以保证用户收到的商品是全新未开封的,一看就是正规产品的包装设计。

包装背面标注着各种参数,此充电头支持基于高通QC2.0标准的5V/9/12V 18W MAX快速充电功能
包装底面还有防伪标签和微信二维码,厂家想的比较周到和细致。
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
包装是抽取式的,把里面的硬纸盒抽出来,就是本次的主角——绿联CD122充电头
取出塑料袋包裹的CD122充电器,发现一个合格证,只有品牌产品才会配送这个。
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
取出充电头,上面还有一层保护膜,防止出厂前在生产线上被划伤,保证每一只充电头都能完美的交付给用户。
USB口在充电头的上方,用惯了三星充电头的还真不太习惯,三星的全是在侧面的。不过这样有个好处,就是插在插排上时,不会和其他电器的插头发生位置冲突
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
拆箱到此结束。



二、绿联CD122 QC2.0充电头拆机篇

这种充电头一般都是超声波焊死的,想要完美拆,是讲究技巧的。

我的方法是,先粘上一圈3M玻璃胶带,这种胶带有一定厚度和弹性,可以起到保护作用然后上台钳,分别在每个方向的边缘,对超声波焊接部位进行挤压,这样几次就拆开了。
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
接近于完美的无损拆机
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
插头和PCB之间是弹性连接,高档充电头都是这样设计的,和焊线连接相比的优点是,这种没有线头脱焊导致的短路和漏电等隐患。

PCB抽出来,就成功拆机了
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
使用了热风枪和各种有机溶剂,终于把板子上的黄色绝缘油清理干净了,清理后的PCB,清新了不少。

顺便提一下,板子是刷过三防漆的,厂家这点做的很好,可以大幅度提高充电头寿命,尤其是在恶劣环境中使用时。
三防漆会导致芯片看不清印字,刚才洗版之后,漆就被洗掉了,所以现在芯片上的字变得很清晰。
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
高压部分的整流桥型号ABS10H
高压部分的电源管理主芯片是Active-Semi International(美国技领半导体公司)生产的ACT522H,
低压部分的整流管,两只PS10100LT并联,是两只是100V10A的肖特基二极管,采用了FITIPOWER(天钰科技股份有限公司)生产的FP6600  QC2.0快速充电识别IC
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
FP6600资料,
它支持QC2.0 5V/9V/12V/20V协议、苹果1A/2A自动识别、三星1A/2A自动识别,以及安卓常规1A识别

快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
输入部分有一只250V2A的自恢复保险,保证了整机的安全可靠
左面一只共模滤波电感,实现了抗EMI干扰的作用
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
高压部分两只台产VENT 400v15uF电容,和一只电感,组成了滤波电路
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
采用了E24磁芯的变压器,保证了持续18W的大功率输出,这是实现快充的根本
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
后面黑色的是高压部分的MOS功率管,看不清型号
前面是Y滤波电容和光耦

快充充电器,绿联qc2.0快充充电器

低压部分采用16v470uF的固态电容,USB口另一边还有一只固态电容,一般高档电源才使用固态电容。
绿联CD122拆解到此结束,我加了点硅胶固定PCB板,然后用AB胶把上下两部分粘回去了。


三、三星EP-TA20CBC QC2.0充电头拆机篇

只拆一款,根本看不出什么,要有对比才能知道谁好谁坏。
楼主两个月前新买的三星A9,正好也支持快充技术,随机配送的是三星EP-TA20CBC旅行充电器,该充电器支持5V2A/9V1.67A充电,同时兼容QC2.0标准。
为了和上文的绿联CD122拆机做对比。楼主忍痛割爱,决定把自己的三星EP-TA20充电头拆了看看。
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
这款充电头的PCB也是抽取式的,PCB和交流插头也是采用弹片连接

外壳同样印了型号、参数、以及各种认证标志
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
外壳的背面印刷了快充的图案

PCB下部分是AC插头的弹片连接点,以及四只整流二极管
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
高压部分的电源管理IC是FAIRCHILD(美国仙童半导体公司)生产的SMC0617,由于是不常见芯片,查不到资料
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
低压部分的60V 20A肖特基整流管,此款充电头不是同步整流的
这个芯片是整个充电器的核心部分,FAIRCHILD公司生产的FAN6100Q快充识别IC
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
FAN6100Q的资料,
它兼容QC2.0协议,同时它还有一套自有的专用快充识别协议(这点后文再详细说明)
它不仅是一个快充识别IC,它的内部集成了电源管理功能,支持线补、支持恒流/恒压模式、支持过流等多种保护功能。
它内部集成了基准电压,所以不需要像FP6600那样外置一个TL431基准。

这里还有一个电源里最常见的光耦EL817
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
接着看电路板的另一面,AC输入处有250V 1.25A的保险,同样也有EMI共模电感

和绿联CD122相同,也是采用了两只台系VENT电容,但这里是卧装的。
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
变压器,上面写着TA-20W,也许是指功率20W,如果是这样的话,还留了5W的余量

次级,只有一只12V 330uF的固态电容作为滤波
USB口被黑色的塑料支架包裹着,
由于此充电头内部设计比较紧凑,塑料支架可以使电源的高低压部分之间完全隔离开,增加安全系数

快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
三星EP-TA20CBC拆解到此结束。

四、两款QC2.0充电头的做工对比分析

把它们的硬件设计情况做了简单的整理,制成了一张表格,这样可以方便进行对比,具有明显优势地方已标红。
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
从拆机图片和上表不难看出,虽然绿联CD122是国产品牌充电头,但是硬件的设计水平和元件性能并不落后于三星原装充电头。
在高压部分中,两个充电头的性能基本持平,电源管理IC的采用的都是国外IC厂商推出的较新、较先进的方案,性能指标都比较优秀,
由于绿联充电头的设计功率较大,所以400V电容的容量更大,变压器也功率余量也较大,在这些方面属于优势低位,
但三星充电头多用了一颗NTC防浪涌电阻,它可以减小插头插在插座一瞬间产生的火花,同时也降低了大电流对机内电子元件的冲击。
绿联的PCB的右下角处尚有空余位置,建议厂家考虑也加入一颗NTC电阻,起到锦上添花的作用(文末补充)
在低压部分中,两个充电头的设计各有千秋,
三星充电头的快充方案稍先进一些,它采用了FAIRCHILD先进的专用快充识别方案,同时还兼容QC2.0快充协议;
绿联采用的快充方案是通用方案,可以通吃QC2.0、三星2A、苹果2A、安卓1A等快充协议,兼容性更强,而且支持了三个电压档位。
同时,绿联的低压端采用了两颗固态电容,电容的总容量约为三星的3倍,可以获得更低的输出纹波,提高充电器的整体性能。

小结:绿联CD122充电头虽然在快充IC方案上不如三星原装充电头,但“先天不足后天补”,
依靠了更大的功率、更猛的元件堆料、更强的兼容性,实际硬件水平并不俗,性能完全能够和三星原装充电头媲美,
虽然有些细节略有不足,但硬件总体水平和三星原装充电头持平,有些方面甚至超过了三星原装头,可谓是国产品牌中的精品了。

 

 五、绿联CD122、三星EP-TA20CBC、三星ETA-U90CBC、普通国产充电头——四种充电头全方位横向对比


上文中,楼主已经对绿联CD122快速充电器的包装、外观、参数性能等方面进行了简单介绍,
同时还在硬件设计及元件用料等方面,对绿联和三星两款QC2.0充电器做了对比评测,
相信大家已经对绿联CD122充电头有了一定程度的了解,为了更深层次的对比分析,楼主找来了家里的以下四款充电头:
(从左到右)
A.本次评测活动的主要评测对象——绿联CD122 QC2.0快速充电器(18W,5V2A/9V2A/12V1.5A)
B.上文中拆过的——三星EP-TA20CBC QC2.0兼容充电器(15W,5V2A/9V1.67A,带线补)
C.三星经典款2A充电头——三星ETA-U90CBC旅行充电器(10W,5V2A,带线补)
D.淘宝上7块钱买的——国产泽奇ZE-25充电头(12.5V,5V/2.5A)那两个电容纯属起支架作用,请无视~
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
在下文中,楼主将从4个方面,对这四个充电头的性能等方面进行横向对比。



1.四种充电头的带载能力对比(负载曲线)


A.首先上场的是绿联CD122充电头:

5V下带载能力,最大输出电流高达约3.4A,达到3.5A即保护
9V下带载能力,最大电流约能稳定在2.7A,然后出现打嗝现象,同时电压有所降低,达到3A时,进入了短暂的保护状态,随即很快恢复输出,输出电压自动重置成5V,然后和5V下带载能力相同,3.5A时进入保护状态。
12V下带载能力,最大电流约能稳定在2A,超过2.1A即保护,重置为5V,然后同上。

通过以上测试可以看出,绿联CD122实际带载能力很强,设计余量较大,远远高于额定值,
因此,它不仅能给手机充电,还非常适合带USB风扇、USB音箱、超过2A充电电流的移动电源等大功率USB设备。
这也说明,它的保护电路在高压端,限制的是总输出功率,保护较灵敏,但低压端并没有电流检测电路。(通过前文的拆机也能看出。)

B.随后测试的是三星EP-TA20CBC充电头,该充电头只有5V和9V两种电压

首先是5V,从曲线可以看出,最大输出电流约为2.1A,超过即保护
同时此充电头带有最大0.3v左右的线损补偿功能。

然后是9V,最大输出电流约为1.7A,但此充电头9V档的线损补偿设计比较特殊,无电流下的输出电压只有8.7V,最大电流时电压才上升到9V,有可能是因为电源最大输出功率只有15W,如果在初始9V的基础上进行补偿,最大能达到9.3V,电源就过载了。
同时,高电压充电时,线损的那点压降就不那么重要了,因此此电源设计成了初始电压8.7V,最大补偿到9V。

通过以上测试发现,此充电头在不同的电压下,超过额定电流(功率)都能立即保护,保护电路很灵敏。
这说明它的低压端一定有独立的二次电流取样电路(通过前文拆机也能看出),即使电源的设计功率有余量,但是超过额定电流就保护。
这是其实是设计理念的问题,厂家设计原装充电头就是为了给特定型号的手机充电,所以过流保护很精确,这样安全性更强一些。
绿联CD122充电头是兼容充电头,需要适应更广泛的机型,所以电流留了余量,只限制总输出功率,这样兼容性更强一些。
楼主实测过,用三星充电头给那种9.9包邮的USB音箱供电时,音量大了充电头就会保护,因为限流太灵敏了。

C:接下来测试的是三星ETA-U90CBC充电头。

由于此充电头只有一档5v电压,测试起来很简单,最大输出电流同样是1A,
但它的线补也有独特之处,初始电压就是5.3V,线补在0.5A以上电流是才起作用,最大电流时补偿到约5.6V。
曲线的转折很明显,超过输出电流立即保护,说明保护电路也很灵敏。

D:最后测试的是国产5V2.5A充电头

通过曲线可以看出,该充电头的最大输出电流约为2.6A,
再增加输出电流时,电压开始明显的下降,但曲线和前三款充电头有一点不同,即没有明显的转折,
说明它的保护电路不是很“灵敏”,很可能只是在高压端进行开关电流取样,限制总输出功率而已。

小结:
绿联CD122充电头预留的功率余量较大,在12V电压下,最大能输出约24W的功率,超过了标称功率的三分之一,可以说明其元件用料较好,取值余量较大,带载能力强,优点是通用性和兼容性更好,对各种不同的设备充电时,不易误触发保护。
两款三星的充电头的优点是带线补,过载保护电流值非常精确,优点是安全性更强,缺点是通用性稍差,负载稍微一大就保护。
最后一款国产5V2.5A充电头的表现平平,只能说中规中矩。

2.四种充电头的满载效率对比(直观体现转换效率)

转换效率也是电源的一个重要指标,代表了电源电路部分的设计水平和元件用料水平。它反映了电源的节能程度,同时还意味了发热量更低。

快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
通过表格可以看出:
绿联CD122以77%的转换效率获得的压倒性的领先,这主要得益于它高达12V的输出电压,因为电源低压端的肖特基二极管有0.4V左右的压降,所以电流一定时,输出电压越高,效率就更高。
两款三星充电头的效率差不多,但三星ETA-U90CBC的低压部分采用了高效率的同步整流技术,所以它的效率比9V电压的三星EP-TA20CBC还要稍微领先一点点。
对于国产5V2.5A充电头就没什么可说的了,只能说一分钱一分货吧,几块钱十几块钱的充电头基本都这个水平。。。

3.四种充电头的带载温升性能对比(主要反映转换效率和散热性能)

带载温升可以反映电源结构上的设计水平,代表着电源的散热性能,也能侧面体现出电源的转换效率。

快充充电器,绿联qc2.0快充充电器
这项测试中,两款三星充电头胜出了,绿联充电头处于第三名,国产5V2.5A充电头依然垫底。
楼主的个人分析如下:
四款充电头都处于5V电压、10W恒功率工作模式,因此快充头高压输出的优势就没有了,这项测试比拼的是纯粹的硬件性能。
三星充电头的电源管理IC可能更先进些,采用了“发烧级”元件,MOS管内阻较低、整流管也优选超低压降的肖特基二极管、同时变压器工作频率更高,元件布局和较合理,所以发热更低。
绿联充电头为了达到较高的性价比,能够更贴近市场需求,采用了更实用的方案,因此在保证性能的前提下,选用经济型的元件,因此发热量稍大一些,表面温度高了大约7度。
红外测温的59.8度摸上去只是略微有些烫手的感觉,实际使用时是完全可以接受的。

4.四种充电头对手机、移动电源的实际充电耗时统计 

这是令楼主最头疼的部分,太费时间了,因为每次都要等一两天,把手机、移动电源等各种设备的电用光之后,才能进行一次测试,
这项测试花了40多天,不过总算是弄完了。。。
快充充电器,绿联qc2.0快充充电器

首先说明一下,国产5V2.5A充电头的USB原设计是D+D-短接,但早就被楼主改成三星2A识别电阻了(33k+10k)。
然后楼主的三星A9确实无法激活绿联CD122的高压模式,后来仔细研究了一下三星原装头识别IC FAN6100Q的资料、发现三星A9只能支持FAN6100Q的专用协议,屏蔽了QC协议,充电头和手机之间所以只能单向兼容。
楼主测试了几款三星设备的充电速度,都运行在5V2A时,耗时的差距基本不大,似乎原装头稍微快一点,也许和带线补有关系。
测试了苹果设备的充电速度,只有绿联完胜,因为其他三个充电头根本不支持苹果2A,全程充电电流在1A以下。
然后楼主借了个小米5,发现快充的速度是相当的快,尤其是绿联12V充电,比5V的充电头快了将近一倍。
楼主还测试了小米10400移动电源的充电速度,绿联明显更快,可能是因为绿联充电头的功率有余量,因为这款移动电源的芯片BQ24195似乎支持超过2A以上电流的充电,
测试了个单片机软件PWM充电的移动电源,5V的大电流能力似乎也带来了一些优势。
测试了带有TP4056、TP4057线性充电IC的设备,绿联和国产5V2.5A速度更快,这是因为三星充电头带线补,会使充电IC过热,自动降低充电电流。
测试了小容量的数码相机,时间区别不大。


六、评测总结
本文对绿联CD122快速充电器、三星EP-TA20CBC快充进行了拆机对比,着重对硬件做工进行了分析,比较了相同点和不同点;
然后又找出三星ETA-U90CBC和普通国产充电头,对4个充电头的各方面性能进行了比较测试,得出以下结论:
绿联CD122属于经济型快速充电器,性价比较高,价格只有几十块钱,但性能可以和一百多块钱的三星原装头相媲美,
支持5V/9V/12V快充,18W大功率,保护功能齐全,兼容性强,元件用料比较扎实,且输出功率有较大余量。
受成本限制,电源方案不如原装头那么先进,但是仍可达到中高端档次,整体设计合理,做工优秀,但部分细节方面仍需改进。
如果手头有支持快充的手机设备,这款充电头非常值得购买,可以作为备用的快充头,把原装头放家里,这个放公司使用或出门使用。
即使没有快充设备,也值得购买一个,它有实际高达5V3A的极限输出能力,几乎可以为任何大功率USB设备供电(风扇、音箱等),就不必担心大功率烧毁电脑主板的USB口,况且快充是早晚都要普及的技术,早晚用的上。
作为DIYer,这款充电头更值得购买,因为只需几块钱的成本,就可以DIY一个QC高压诱骗器(论坛中可以找到教程),再搭配这款充电头,就得到了一个5V/9V/12V调压电源,折腾的时候使用起来非常方便。


文章来源:数码之家

原文作者:799946503


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