前言

2021年6月份,USB-IF協會發布了USB PD3.1快充協議,充電功率由PD3.0的100W提升至240W,并支持最大48V電壓輸出。同年APPLE在發布會上為MacBook Pro 16 2021 標配了首款PD3.1氮化鎵充電器后,各大周邊配件廠商紛紛發布了自家PD3.1充電器。

閃極作為充電品牌行業的領跑者之一,全球首發多口PD3.1充電器,單口可達140W輸出。近期,充電頭網也拿到這款充電器,一起來看看支持PD3.1快充協議的充電器,能有什么變化吧。

開箱介紹

話不多說,先看包裝。

包裝盒采用橙色套殼+黑色內殼設計,印有閃極品牌Logo以及“140W 三口”字樣。

這款充電器以亮眼橙色為主,底部搭配印有品牌Logo的亮面黑色橫條,正反側面采用散熱效果更好的斜紋設計,活力科技感十足。

除充電器本體外,具備與充電器外觀相同設計語言的說明書、保修卡一體式手冊。

充電器整體橙黑配色,棱角分明,并配置三個USB接口,具有高辨識度。

采用折疊式插腳設計,方便外出攜帶收納。

配置2C1A USB接口,USB-C1口有明顯標識具備140W PD3.1快充。

插腳一側采用表格式規格銘文,清晰明確。

型號:S140

USB-C1輸出:5V/9V/12V/15V-3A,20V/28V-5A

USB-C2輸出:5V/9V/12V/15V-3A,20V-5A

USB-A輸出:5V4.5A,4.5V-5A,9V3A,12V2.5A,20V1.5A

以及USB組合輸出功率。

充電器高度約為73.28mm。

充電器長度約為73.2mm。

充電器寬度約為29.28mm,尺寸約為 73.2×29.28×73.28mm,體積約為157.06cm3,以充電器功率140W計算,功率密度約為0.89W/cm3。

與Apple 140W充電器對比,體積優勢明顯。

充電器整體重量約為255.4g。

放在成年男性手掌對比,出行放在口袋還是很明顯能感知。

協議測試

秉承除標注的快充協議外,追求探索完整的協議是這個測試的意義,同時方便用戶能根據具體的協議進行設備的選擇,達到更好的快充體驗。

使用 POWER-Z KM002C測得C1口支持QC3.0、QC5.0、PD3.1、FCP、SCP和PPS等快充協議,協議覆蓋比較豐富。

實測PDO報文方面,支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A和28V5A六組固定電壓檔位和3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

使用 POWER-Z KM002C測得C2口支持FCP、SCP、AFC、PD3.0、QC5和PPS等快充協議,協議覆蓋廣泛。

實測PDO報文方面,支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A和20V5A五組固定電壓檔位和3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

充電評測

接下來就帶大家看一看這款充電器的具體使用體驗。充電頭網會從兼容性測試、充電全程測試、待機功耗測試等方面帶大家全方位了解這款充電器。

充電兼容性測試

兼容性測試環節可以清楚的得知充電器為各個設備的充電情況,充電頭網會使用數十款設備搭配充電器進行測試,為讀者呈現真實的測試數據。

閃極140W氮化鎵充電器的USB-C1支持PD3.1快充協議,支持MacBook Pro 16 2021的140W快充,使用USB-C1搭配蘋果C to MagSafe 3磁吸快充線為MacBook Pro 16 2021充電,功率為27.68V 4.82A 133.47W。

Switch底座TV模式支持PD快充,但想激活底座TV模式需要PD充電器支持15V3A及以上的PD快充檔位,也就是充電器最低也要支持45W快充。使用閃極140W氮化鎵充電器為Switch底座TV模式供電,充電器輸出功率為15.01V 0.29A 4.49W,成功點亮底座TV模式。

得益于USB PD快充與USB-C物理接口的大范圍普及,這股風同樣也吹到了電動工具上面,充電頭網入手的這臺米家手槍鉆就配備了USB-C的充電接口,并支持USB PD快充協議,使用充電器為米家手槍鉆充電,功率為8.95V 0.58A 5.22W。

將USB-C1的兼容性測試數據匯總,整體來看對于設備均可以提供快充。為部分手機充電功率甚至可以達到80W+,對于iPad和筆記本也可以輕松滿足快充需求。而且USB-C1支持PD3.1快充協議,為MacBook Pro 16 2021充電功率可以達到140W左右,完全可以和蘋果原裝140W氮化鎵充電器媲美。

柱狀圖部分,MacBook Pro 16 2021充電140W快充遙遙領先,其他設備的功率柱狀圖走向較為平緩。

下面來看USB-C2的快充兼容性。

USB-C2支持100W快充,使用USB-C2為MacBook Pro 16充電,功率為19.81V 4.25A 84.29W。

Switch底座TV模式支持PD快充,但想激活底座TV模式需要PD充電器支持15V3A及以上的PD快充檔位,也就是充電器最低也要支持45W快充。使用閃極140W氮化鎵充電器的USB-C2為Switch底座TV模式供電,充電器輸出功率為15.01V 0.29A 4.49W,成功點亮底座TV模式。

得益于USB PD快充與USB-C物理接口的大范圍普及,這股風同樣也吹到了電動工具上面,充電頭網入手的這臺米家手槍鉆就配備了USB-C的充電接口,并支持USB PD快充協議,使用充電器為米家手槍鉆充電,功率為8.99V 0.33A 2.99W。

將USB-C2的充電兼容性測試數據匯總,USB-C2支持100W快充,為手機可以提供數十瓦的快充功率,對于iPad和筆記本電腦也可以輕松滿足快充需求。

柱狀圖部分,筆記本電腦的功率自然最高,其他設備的功率柱狀圖依次遞減。

最后再來看USB-A接口的快充兼容性測試。

USB-A支持30W快充,使用USB-A為華為P30 Pro充電,功率為4.6V 4.7A 21.65W,USB-A支持華為SCP快充協議。

USB-A主要面向的還是為手機充電,這里使用了數十款手機搭配USB-A進行充電測試,測試下來發現兼容性部分,為手機充電幾乎都可以觸發快充。

柱狀圖這里,魅族18 Pro的功率最高,達到了27.72W。其他設備的功率柱狀圖走向較為平緩。

多口同時輸出測試

閃極140W氮化鎵充電器配備2C1A共3個USB接口,USB-C1在獨立輸出時支持最高140W快充,但在多口同時輸出時功率是如何分配的,這個還需要實際測試一下。

使用USB-C1和C2同時為2臺筆記本電腦充電,功率分別為95.19W和34.44W。

使用USB-C1為筆記本充電,功率為95.14W,同時使用USB-A為手機充電,功率為8.88W。

使用USB-C2為筆記本電腦充電,功率為95.2W,同時使用USB-A為手機充電,功率為22.65W。

使用C1、C2同時為2臺筆記本電腦充電,功率分別為95.23W和9.743W,使用USB-A為手機充電,功率為0.17W。

充電全程測試

針對閃極140W氮化鎵充電器的充電全程測試,本次選擇的是用蘋果PD3.1磁吸充電線為Macbook Pro 16 2021充電,原因是需要測試在輸入功率達到最大時的輸入效率,下圖是實測數據。

這是使用閃極140W氮化鎵充電器充Macbook Pro 16 2021的數據變化全程圖,整個過程大致分為5個階段,最大功率為27.59V 4.91A 135.47W。

從測試開始至21分鐘,輸入功率在128W左右;至34分,輸入功率逐漸降至108W左右;至45分,輸入功率降至74W左右;至1小時5分,輸入功率逐漸降至50W左右;最終于1小時52分鐘充電結束。

將充電全程繪制成曲線圖,可以看出這款充電器為Macbook Pro 16 2021半小時充電55%,一小時充電86%,完全充滿需要1小時52分鐘。

待機功耗測試

現如今,用戶使用充電器為設備充電結束后,不再從插座拔掉已成為常態。很多讀者都想知道充電器如果一直插在插座上是否浪費電,待機功耗測試環節就是為了解答這個問題。

經過功率計測試,充電器在220V 50Hz的空載功耗為0.104W,換算下來一年損耗的電能約為0.91KW·h,若市價電為0.6元/KW·h,則充電器一年的電費約為0.546元左右。

110V 60Hz時的空載功耗為0.027W,換算下來,一年損耗的電能約為0.23KW·h,若市價為0.6元/KW·h,則充電器一年的電費約為0.138元左右。

小結

待機功耗測試的就是充電器插在插座上不用的話,一年會耗電多少,對于數值的話自然是越低越好。經實測,閃極140W氮化鎵充電器在220V的市電環境下在插座上不用,一年用掉的電費僅5毛錢左右;而在110V的市電環境下不用,一年用掉的電費僅1毛錢左右。幾乎是可以忽略不計的。

轉換效率測試

充電器本質上是一種轉換設備,過程中會有損耗,以熱量的形式散發出來。我們平時看充電器上面的參數輸出100W或者65W是充電器可以為設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行了轉換效率測試,測試結果如下。

220V 50Hz下,將充電器在各個電壓檔位的輸出功率拉滿進行測試:五個檔位測得插線板AC端輸入功率和USB端輸出功率,通過計算,可得充電器的轉換效率從82.52%到91.81%不等。

110V 60Hz下,充電器的轉換效率從81.94%到90.14%不等。

小結

轉換效率可以反應出充電器的質量,從數據上來看百分比自然是越高越好。從上面的測試數據可以看出,在20V5A輸出檔位下的效率最高。聯想到充電器的百瓦快充面向的是為筆記本電腦充電,對于用戶來講最直觀的感受就是為筆記本充電的時候效率高,發熱自然就低了。

紋波測試

由于充電器中采用開關電源,變壓器次級輸出的并非直流電,需要經過整流和電容濾波輸出,也就是充電器輸出會存在紋波。充電頭網采用示波器測試充電器輸出的紋波值,與國家標準進行比對,檢測充電器的輸出質量。紋波越低,充電器的輸出質量就越高。

紋波測試分為空載(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。空載部分,充電器在220V 50Hz交流輸入下,處于20V0A空載狀態時紋波最高,為18mVp-p;處于5V0A空載狀態時紋波最低,僅為8mVp-p。

充電器在110V 60Hz交流輸入下,處于20V0A空載狀態時紋波最高,為20mVp-p;處于5V0A和9V0A空載狀態時紋波最低,為12mVp-p。

重載部分,充電器在220V 50Hz交流輸入下,處于20V5A輸出狀態時紋波最高,為28mVp-p;處于5V2A輸出狀態時紋波最低,為10mVp-p。

充電器在110V 60Hz交流輸入下,處于20V5A輸出狀態時紋波最高,為30mVp-p;處于5V2A輸出狀態時紋波最低,為14mVp-p。

小結

紋波數值越低,說明充電器的輸出質量越高。從測試得到的數據來看,整個充電器的紋波數值非常低,很多輸出檔位下的紋波僅為20mVp-p左右,說明充電器的輸出質量是非常高的。

溫度測試

前面提到充電器工作時會涉及到效率轉換的問題,其中的損耗電量絕大多數以熱量散發,所以充電器長時間工作的發熱情況也是測試的重要一環。讓充電器以20V5A 100W功率持續輸出一小時,采集充電器表面溫度,實驗全程將充電器置于25°C恒溫箱當中。

首先來看看在 220V50Hz 的市電環境下,充電器的溫度表現。

1小時后使用熱成像儀拍攝充電器兩個側面表面的最高溫度為63.2℃。

另外兩側的最高溫度為59.1℃。

再看看 110V 60Hz 的市電環境下,充電器的溫度表現。

1小時后使用熱成像儀拍攝充電器兩側表面的最高溫度為68.9℃。

另外兩側的最高溫度為73.1℃。

將溫度測試數據匯總,4個數據中,有3個數據在60℃左右,1個數據在70℃左右,這對于一款高集成度、高功率、多口氮化鎵充電器來講是個不錯的成績。

柱狀圖這里,可以看出最高溫度為73.1℃,最低溫度在59.1℃。在目前的百瓦級別的氮化鎵充電器圈子里算是溫度比較低的了。

充電頭網總結

在外觀方面,閃極140W氮化鎵充電器鮮明橙色方形設計硬朗活力,可折疊插腳在旅行出差時也能方便收納攜帶。氮化鎵半導體材料運用,內部高度集成的空間設計方案,做到了140W大功率輸出。配備了2C1A的USB接口,協議支持上比較全面,作為PD3.1充電器,能滿足現在智能設備的充電需求,并且還有冗余功率,可節省一大筆后時代充電器更新換代費用。

在性能方面,設備充電兼容性方面表現優異,對市面上主流的手機、筆記本、平板以及游戲主機等等都能達到設備的快充功率或充電器的最大輸出功率。在市電220V 50Hz下,充電器的轉換效率在82.52%到91.81%之間,因此即使在滿載時溫度實測不超過73.1℃,在擁有如此體積的百瓦充電器中性能控制表現是屬于第一梯隊。

從整體來看,閃極140W氮化鎵充電器在同類產品中,在體積、溫度和轉換效率方面是比較突出的一款充電器,能夠應付市面上的主流設備,豐富的各類接口,可以作為Apple的替代充電器,即可滿足全家桶的需求,充電過程穩定不會產生脈沖電流,防止損害設備,而且即使在同類型的充電器中性價比也是不錯的。