行動電源如何選擇/電芯容量與額定容量的差異?什麼是快充技術?【行動電源知識】 | 🍄樂愛生活手札
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2023/01/15

行動電源如何選擇/電芯容量與額定容量的差異?什麼是快充技術?【行動電源知識】

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行動電源的額定容量是什麼?詳細解說一整篇。
But別說了..小R知道看完你都快腦弱了,安心買有品牌行動電源就對了。

注意細節的朋友肯定都有觀察到,行動電源常會標兩個容量:

一個是【電池/實際容量】

一個是【額定容量】

拿10000毫安培時的行動電源舉個例子。行動電源上會標注10000mAh/3.7v電芯容量,同時標注額定容量6200mAh/5V,為什麼要標注兩個容量,這些資料有啥意義呢?

 

電池容量顧名思義就是你的行動電源的電池的容量,單位為安培小時(Ah)或毫安培小時(mAh)。10000毫安培時的18650鋰電池容量代表你的行動電源是由3節3350電池或4節2500電池或5節2000電池並聯組成。10000毫安培時的聚合物電芯容量就是指你的行動電源的聚合物電池長*寬*厚*能量係數≈10000。

 

額定容量是由製造商標定的行動電源可輸出容量,用C表示,單位為安培小時(Ah)或毫安培小時(mAh)。額定容量是實驗室條件下,測試出來的行動電源在2A或1A的電流情況下最少能輸出的保底容量。正常情況下額定容量越高行動電源的有效能量越高。

因為測試的時候有用2A電流或1A電流的不同情況,測出來的額定容量也會不一樣。同一個行動電源用2A電流測試,能量耗損大,轉換率低一些,額定容量會少一些;

用1A電流測試,能量損耗小,轉換率高一些,額定容量會高一些,這也是為什麼同時10000毫安培時的電芯容量,額定容量卻有6000、6200、6500等不同規格的原因。


有的廠家為了讓額定容量數位更好看,將額定容量虛標為1A電流測試的值,有的數值甚至高達7000等。這種容量虛高標的行為往往誤導大眾,損害了消費者的利益。


沒有專業的設備,怎麼測出行動電源的有效容量,更簡單的方式就是用行動電源直接給手機充電,實踐出真實數據,好東西用用就知道了。市面上常說的能給蘋果充幾次,給小米充幾次。


這些資料又是怎麼來的呢?其實就是用額定容量除以手機電芯容量計算出來的,比如說行動電源的額定容量是6200毫安培時,給電芯容量是1920毫安培時的蘋果手機充電,充電次數大約是6200 / 1920 = 3.2次。

 
那認真的R粉也會問,為什麼電芯容量是10000毫安培時,額定容量卻只有6200毫安培時呢?

 

原因有兩個:

一,要能量守恆定律

二,在工作過程中有能量耗損。

解釋這個原因,必須先給大家一點知識:鋰電池電芯的電壓是3.7V,行動裝置(手機)的充電電壓通常大於3.7V,充電的時候,行動電源需要將電池3.7V的電壓升到高於行動裝置(手機)的電壓才能對設備進行充電。


行動電源的鋰電池標準自身電壓3.7V,而目前主流手機以及電腦等行動裝置的充電電壓都是USB介面的標準5V電壓。其中,手機電池的額定充電電壓為4.2V,放電終止電壓為3.0V。

 

行動電源給手機充電要先升壓到5V,以T100UC為例,手機電池額定充電電壓4.2V,T100M 必須要高於4.2V(也就是標準電壓5V)才能為手機電池充電。

 

1、能量守恆定律:衡量行動電源電能的單位並不只是容量毫安培時,而是毫瓦時(電壓V*I容量)。1個10000毫安培時電芯容量的行動電源正常能量是10000mAh*3.7V=37000mWh(毫瓦時), 經過升壓電路以5V輸出,那麼輸出容量就變成3.7V/5V*10000mAh=7400mAh。

2、能量耗損。行動電源升壓過程中,由於升壓電路自身的耗損,並不能100%的輸出全部能量,並且這個轉化率的多少跟輸出電流有關。通常輸出1A的電流的時候會比2A輸出的時候轉換率高。


如果以目前的市面上的行動電源來說,能量轉化率一般在65%-85%之間。也就是4810與6290之間的比值。額定容量5100毫安培時的行動電源轉化率為5100*5V/3.7V*10000約等於68.9%。

 
3. 輸出功率
V=額定電壓、A=額定電流,兩個相乘為額定功率(W)。從輸出來說兩者相乘數值越大充電速度越快 (在裝置可負載的狀況下)。有的行動電源主打智慧分流,當行動電源有2個充電孔,只使用其中一孔時所有電流會都集中在這一孔,如果兩孔同時為裝置充電,行動電源裡的晶片就會幫忙智慧分流至兩個不同的充電孔。

不過不是輸出越高一定就充得更快喔!也必須手機或電子產品本身有支援才行。
雖然行動電源支援 QC 2.0 快充功能,但手機沒有支援QC 2.0連接時就沒辦法快速充電。
所以選購行動電源時,也要特別注意手上的電子產品規格是否有支援。什麼是QC快充、PD快充?

4. 電芯種類
基本上行動電源的電芯分兩大類:一種是圓柱形的18650電芯,蠻多行動電源是採用這款電芯,以目前來說是相對穩定的電芯、價格也相對便宜、壽命較長,但缺點就是較厚重。

電芯種類
▲圓柱形的18650電芯▲

另一款為鋰聚合物電芯是鋰電池的一種,沒有一定的形狀能量密度高。所以較輕、較薄、體積較小,缺點為壽命較短。但因較輕薄,行動電源的外觀可以因此而有更多的變化。資料來源:RAINBOW POWER BANK STORE

行動電源該怎麼挑呢?myfone教你看懂認證、電池容量與功率,挑到適合你的行動電源!
▲鋰聚合物電芯是鋰電池的一種,沒有一定的形狀能量密度高▲
5.行動電源一定要有短路保護、過充保護、過熱保護功能
因充電多少會產生熱能,有些行動電源內建的晶片有過溫、超載、短路多重保護,選購時可以特別注意行動電源是否有這些保護功能,使用時也能更安心。

認識手機快充之前,我們先來了解基本電學,也就是伏特 V、安培 A 與瓦特 W 之間的相互關係,充電的瓦數越高代表充電所需的時間越短。而快充其實是一種相對概念,對於同一台手機來說,若能在安全的負載範圍內,透過高功率充電器的使用,增強手機的續航力表現、提升手機充電速度、縮短充電時間,這就是「快充」。

快充基本電學
在電學上,電壓(伏特/V)乘以電流(安培/A)就可以得到功率(瓦特/W),充電的瓦數(功率)愈高,代表充電時間愈短。以往手機透過 USB 或充電器充電,功率只有 2.5W 或 5W(5V x 0.5A 或 5V x 1A),而現在的快充技術,則是透過加大充電功率(瓦數)的方式,達到快速充電的目的;而目前手機市場上快充技術有兩大陣營:高通 Qualcomm Quick Charge (QC)、USB-PD (USB Power Delivery)。

快充技術種類有哪些?
目前快充技術種類的市場主流主要有兩種:分別是QC快充 (Quick Charge)及USB-PD快充 (USB Power Delivery)。

1. QC快充 (Quick Charge)
為高通旗下的 Quick Charge技術(以下簡稱 QC)。目前智慧型手機以高通的 Snapdragon 行動平台的佔有率最為普及,因此QC快充是能見度最高的一種快充技術。

QC快充(Quick Charge)
QC快充是能見度最高的一種快充技術,基本上目前所有採用 Snapdragon 處理器的手機都可以支援QC快充,也有非 Snapdragon 處理器也可支援的機種(如:三星 S8、S9、Note 8 等)。
最新版本QC 4+目前只有 Snapdragon 845 處理器才支援。
QC 4+除了延續 QC4.0 的充電 5 分鐘使用 5 小時、15 分鐘充電達 50%、並支援 USB-PD 標準等優點外,還增強雙重充電(Dual Charge)技術、智慧溫控系統及充電安全性,讓QC 4+的充電速度比 QC4.0 快 15%,相較於現在較常見的 QC3.0,可提升 38% 的充電速度,並且最大充電瓦數可達 27W。
2. USB-PD快充 (USB Power Delivery)
USB Power Delivery(以下簡稱 USB PD),是由 USB 開發者論壇所定義的供電技術。目前USB-PD 充電技術雖然市佔率還不是最大,但因為可支援的裝置多、連 iPhone、iPad 也都支援USB-PD快充這個充電技術,因此小編覺得USB-PD快充有潛力成為未來的明日之星。

USB-PD快充(USB Power Delivery)
USB PD快充主要可分為 10W、18W、36W、60W 與 100W 五種功率規格,電壓採用 5V、9V、12V、20V,最高可與 5A 電流的 Type-C 接頭做使用。
USB PD 快充也可運用在平板、筆電、電視等產品。
充電中裝置和充電器之間會自動判斷該用多大的電流充電。
蘋果旗下 iPhone 8 及後續機種皆支援 USB PD 快充 (iPhone USB-PD 充電瓦數 18W)。
為統一使用規範,支援 USB PD 快充的充電器須採 Type-C 接口。
USB PD快充同時可相容於高通最新的 QC 4.0、QC 4+ 快充技術。
PD快充與QC快充比較
目前市面上常見的手機快充技術簡單分為兩種:PD快充與QC快充。PD快充,英文為USB Power Delivery(簡稱為 USB PD)是USB-IF 協會所開發;高通是目前智慧型手機處理器市佔率最高的品牌,從很早以前就開始發展快速充電技術 Quick Charge (簡稱為QC快充)。那麼PD快充與QC快充究竟有什麼不同呢?透過以下PD快充與QC快充比較表來一一說明:










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