雞都買(mǎi)了，還省醬油？

許暉

原理看似簡(jiǎn)單、工作其實(shí)復(fù)雜

下面幾條公式是否似曾相識(shí)？只要初中認(rèn)真聽(tīng)過(guò)物理課的人都會(huì)記得，由P（功率）、U（電壓）、I（電流）、R（電阻）這幾個(gè)基本的單位所組成的，看似簡(jiǎn)單的公式代表了物理電學(xué)尋常的理論基礎(chǔ)。常見(jiàn)車(chē)載充電器的生產(chǎn)設(shè)計(jì)原理依托這些初中生都會(huì)的公式，直接將硅整流式發(fā)電機(jī)或者電瓶所輸出的直流電12V或 24V電壓進(jìn)行“斬波”， DC-DC 開(kāi)關(guān)降壓后轉(zhuǎn)換為 5V 直流輸出，用于給電子產(chǎn)品充電。隨著汽車(chē)銷售井噴，巨大的市場(chǎng)需求讓下至山寨小廠，上至國(guó)際品牌紛紛上馬各自的車(chē)載充電器產(chǎn)品，售價(jià)也從幾十到幾百不等，盡管針對(duì)車(chē)載充電器早已制定了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可是不少?gòu)S家在利益驅(qū)使之下，為了增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，通過(guò)附加在車(chē)載充電器上的功能，比如GPS定位、內(nèi)置FM或者M(jìn)P3，讓純粹的充電設(shè)備搖身一變成為各類智能產(chǎn)品，用以規(guī)避本應(yīng)遵循的安全標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊也就比比皆是。事實(shí)上，這小小的車(chē)載充電器，其工作原理遠(yuǎn)遠(yuǎn)比我們想得要復(fù)雜。DC-DC 開(kāi)關(guān)降壓技術(shù)主要由電源管理 IC 及簡(jiǎn)單的外圍電路（若干電感、電阻以及電容）完成，由于汽車(chē)電子系統(tǒng)中存在著比普通電路環(huán)境更為嚴(yán)重的瞬間峰值電壓、各種來(lái)自電路的開(kāi)關(guān)噪聲干擾以及線路電磁干擾等問(wèn)題，對(duì)車(chē)載充電器的穩(wěn)定性提出了嚴(yán)格的要求。暗藏在產(chǎn)品之中的各類風(fēng)險(xiǎn)必須細(xì)究。

首先，元器件質(zhì)量很重要。降壓IC芯片是車(chē)載充電器里的安全前提，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響制造的成本。相信不少人在給蘋(píng)果手機(jī)等需要大電流的設(shè)備充電時(shí)，都有充電器滾燙的經(jīng)歷，這基本可以判斷是使用了劣質(zhì)降壓IC芯片的產(chǎn)品的緣故。因?yàn)樾枰褂么箅娏鹘o設(shè)備充電的時(shí)候，劣質(zhì)降壓IC芯片負(fù)載阻抗過(guò)小，大電流令USB輸出端接近短路因而讓充電器升溫，最終擊穿電路甚至燒熔設(shè)備。如果降壓IC芯片再次點(diǎn)，那么輸出的就不是尋常所用的5V，過(guò)高的輸出電壓極有可能燒毀被充電設(shè)備的保護(hù)電路。

其次，電路的設(shè)計(jì)很關(guān)鍵。不少產(chǎn)品為了達(dá)到宣稱的寬幅電壓，以適應(yīng)不同車(chē)型上12V/24V使用，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)成高壓、高電流的電路，卻因?yàn)槌杀締?wèn)題而沒(méi)有配備相應(yīng)的保護(hù)電路與采樣電阻。這樣，就算被充電的設(shè)備普遍具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能自動(dòng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)稍微增強(qiáng)的電壓以及電流，可充電器本身卻有可能因?yàn)闊o(wú)法正確識(shí)別輸入端電壓，外加USB輸出端的過(guò)高電流大量損耗產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。

再次，產(chǎn)品的材質(zhì)很講究。目前市面上車(chē)載充電器普遍采用普通塑料外殼而非阻燃材質(zhì)外殼，緊湊的設(shè)計(jì)與蹩腳的被動(dòng)散熱令車(chē)載充電器在工作時(shí)普遍存在溫度較高的現(xiàn)象，單口或者雙口的產(chǎn)品尚能接受，多接口的大電流產(chǎn)品就必須注意了。車(chē)充的發(fā)熱問(wèn)題主要體現(xiàn)于轉(zhuǎn)化效率，理論上若1000J的能量100%轉(zhuǎn)化充入用電器里，是不會(huì)有熱量產(chǎn)生。但如果轉(zhuǎn)化率只有80%，那么就有200J的能量以熱量形式散發(fā)，原則上電流、電壓越大，轉(zhuǎn)化效率越低，熱量越大。轉(zhuǎn)化效率與車(chē)充的電路優(yōu)化、元器件用料以及電源管理IC息息相關(guān)。好的IC芯片配合優(yōu)秀電路設(shè)計(jì)可大大提高轉(zhuǎn)化率，比如同步整流的轉(zhuǎn)化效率相對(duì)異步整流電路要高。

如果上述條件未能達(dá)標(biāo)，那么一旦車(chē)輛因?yàn)楸駥?dǎo)致車(chē)身溫度升高，內(nèi)部的元器件性能與壽命就必然降低，如果遇上的是山寨產(chǎn)品，燙傷肯定是杠杠的，沒(méi)有自燃已經(jīng)算是萬(wàn)幸了。

充電技術(shù)日益更迭

傳統(tǒng)以來(lái)，想要更長(zhǎng)的電池續(xù)航能力最簡(jiǎn)單且粗暴的辦法莫過(guò)于增加電池容量，但便攜式的設(shè)備注定受限于電池的體積。目前主要電子設(shè)備充電接口大多為Micro USB，當(dāng)高于10W功率充電時(shí)，該接口存在過(guò)熱隱患，這也解釋了為何普遍5V充電器的電流上限為2A。如何既能保留該接口，又能縮短充電時(shí)間，就不得不提及高通在充電技術(shù)上的改良。2013年高通Quick Charge 1.0充電技術(shù)誕生了，但市場(chǎng)反響平平，直到高通在中高端智能手機(jī)的市場(chǎng)占有率日益占優(yōu)，放大了其在充電標(biāo)準(zhǔn)上的話語(yǔ)權(quán)。2014年4月，高通升級(jí)了第二代Quick Charge充電技術(shù)，在Quick Charge 2.0中，分A、B兩類方案，A類可以提供輸出5V、9V、12V三種電壓，B類則提供5V、9V、12V和20V四種，通過(guò)提高電壓的方式，讓電源適配器能夠提供更多的電量給到手機(jī)終端。

值得一提的是，QC 2.0 IC芯片涉及到識(shí)別問(wèn)題，一般支持QC 2.0快充的芯片都可以自動(dòng)識(shí)別并匹配設(shè)備的原裝電流，當(dāng)所偵測(cè)設(shè)備具有對(duì)應(yīng)高通QC 2.0充電的特定高通驍龍新品時(shí)，為其升壓供電，升壓和升電流決定了功率上升，在高通驍龍新品所支持的安全范圍之內(nèi)，充電時(shí)間將大幅減少。若識(shí)別為不支持設(shè)備，如ios設(shè)備或者非對(duì)應(yīng)高通芯片時(shí)，則提供原配電壓。不過(guò)目前支持QC 2.0的IC芯片多數(shù)不能很好地識(shí)別ios設(shè)備。因此，市面上為數(shù)不少的QC 2.0車(chē)充，實(shí)則兼容性值得商榷。為此，QC 2.0快充的任一充電口能否快速準(zhǔn)確識(shí)別并提供對(duì)應(yīng)電壓電流成為產(chǎn)品優(yōu)劣的判定標(biāo)準(zhǔn)。

就在本文將要刊發(fā)的時(shí)候，高通高調(diào)地宣布了其QC 3.0的快速充電技術(shù)，首批支持Quick Charge 3.0技術(shù)的處理器包括全新發(fā)布的驍龍820、驍龍620、驍龍618、驍龍617和驍龍430，預(yù)計(jì)2016年初上市。

因需挑選 夠用為妙

截至2014年，全國(guó)每8.83個(gè)人擁有一臺(tái)車(chē)，汽車(chē)保有量1.54億量（2015公安部數(shù)據(jù)），全國(guó)人均擁有0.945臺(tái)手機(jī)，四舍五入人手一臺(tái)（2015工信部數(shù)據(jù)）。也就是說(shuō)有手機(jī)的人不一定有車(chē)，但是有車(chē)的人幾乎都有手機(jī)，隨著通勤時(shí)間和擁堵時(shí)間的增加，車(chē)上為手機(jī)充電在所難免，更別說(shuō)那數(shù)不過(guò)來(lái)的各類手持設(shè)備。實(shí)話說(shuō)，盡管技術(shù)不斷更迭，但是對(duì)于IT產(chǎn)品來(lái)說(shuō)追新往往并不理智，如果你使用的是蘋(píng)果品牌設(shè)備或者非高通驍龍新品的設(shè)備，注意上述所提事項(xiàng)，選擇尋常大品牌的車(chē)載充電器足矣。若你所使用的設(shè)備支持QC 2.0充電技術(shù)，可以選購(gòu)標(biāo)有QC 2.0 LOGO并且能提供官方技術(shù)授權(quán)文書(shū)的車(chē)載充電產(chǎn)品，選擇兩口產(chǎn)品比多口產(chǎn)品更加安全。別想著一個(gè)點(diǎn)煙供電口外加多口充電器就能為滿滿一車(chē)乘客提供用電服務(wù)，別忘了點(diǎn)煙供電口也是有額定電流限制的，一旦超負(fù)荷，保險(xiǎn)絲也懂得罷工。如果真有大量用電的需求，還是交給直接從電瓶接電的車(chē)載逆變器來(lái)處理更明智，畢竟專用車(chē)載逆變器的散熱以及電路保護(hù)都更專業(yè)。千萬(wàn)別因?yàn)椴簧岬谩搬u油”（車(chē)載充電器），而毀了好好的“雞”（車(chē)子）。