----充电头网深度评测 第1407期----
前言
2021年6月份，USB-IF协会发布了USB PD3.1快充协议，充电功率由PD3.0的100W提升至240W，并支持最大48V电压输出。同年APPLE在发布会上为MacBook Pro 16 2021 标配了首款PD3.1氮化镓充电器后，各大周边配件厂商纷纷发布了自家PD3.1充电器。闪极作为充电品牌行业的领跑者之一，全球首发多口PD3.1充电器，单口可达140W输出。近期，充电头网也拿到这款充电器，一起来看看支持PD3.1快充协议的充电器，能有什么变化吧。包装盒采用橙色套壳+黑色内壳设计，印有闪极品牌Logo以及“140W 三口”字样。这款充电器以亮眼橙色为主，底部搭配印有品牌Logo的亮面黑色横条，正反侧面采用散热效果更好的斜纹设计，活力科技感十足。除充电器本体外，具备与充电器外观相同设计语言的说明书、保修卡一体式手册。充电器整体橙黑配色，棱角分明，并配置三个USB接口，具有高辨识度。配置2C1A USB接口，USB-C1口有明显标识具备140W PD3.1快充。USB-C1输出：5V/9V/12V/15V-3A，20V/28V-5AUSB-C2输出：5V/9V/12V/15V-3A，20V-5AUSB-A输出：5V4.5A，4.5V-5A，9V3A，12V2.5A，20V1.5A充电器宽度约为29.28mm，尺寸约为 73.2×29.28×73.28mm，体积约为157.06cm³，以充电器功率140W计算，功率密度约为0.89W/cm³。放在成年男性手掌对比，出行放在口袋还是很明显能感知。秉承除标注的快充协议外，追求探索完整的协议是这个测试的意义，同时方便用户能根据具体的协议进行设备的选择，达到更好的快充体验。使用 POWER-Z KM002C测得C1口支持QC3.0、QC5.0、PD3.1、FCP、SCP和PPS等快充协议，协议覆盖比较丰富。实测PDO报文方面，支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A和28V5A六组固定电压档位和3.3-21V5A一组PPS电压档位。使用 POWER-Z KM002C测得C2口支持FCP、SCP、AFC、PD3.0、QC5和PPS等快充协议，协议覆盖广泛。实测PDO报文方面，支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A和20V5A五组固定电压档位和3.3-21V5A一组PPS电压档位。接下来就带大家看一看这款充电器的具体使用体验。充电头网会从兼容性测试、充电全程测试、待机功耗测试等方面带大家全方位了解这款充电器。兼容性测试环节可以清楚的得知充电器为各个设备的充电情况，充电头网会使用数十款设备搭配充电器进行测试，为读者呈现真实的测试数据。闪极140W氮化镓充电器的USB-C1支持PD3.1快充协议，支持MacBook Pro 16 2021的140W快充，使用USB-C1搭配苹果C to MagSafe 3磁吸快充线为MacBook Pro 16 2021充电，功率为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充电器支持15V3A及以上的PD快充档位，也就是充电器最低也要支持45W快充。使用闪极140W氮化镓充电器为Switch底座TV模式供电，充电器输出功率为15.01V 0.29A 4.49W，成功点亮底座TV模式。得益于USB PD快充与USB-C物理接口的大范围普及，这股风同样也吹到了电动工具上面，充电头网入手的这台米家手枪钻就配备了USB-C的充电接口，并支持USB PD快充协议，使用充电器为米家手枪钻充电，功率为8.95V 0.58A 5.22W。将USB-C1的兼容性测试数据汇总，整体来看对于设备均可以提供快充。为部分手机充电功率甚至可以达到80W+，对于iPad和笔记本也可以轻松满足快充需求。而且USB-C1支持PD3.1快充协议，为MacBook Pro 16 2021充电功率可以达到140W左右，完全可以和苹果原装140W氮化镓充电器媲美。柱状图部分，MacBook Pro 16 2021充电140W快充遥遥领先，其他设备的功率柱状图走向较为平缓。USB-C2支持100W快充，使用USB-C2为MacBook Pro 16充电，功率为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充电器支持15V3A及以上的PD快充档位，也就是充电器最低也要支持45W快充。使用闪极140W氮化镓充电器的USB-C2为Switch底座TV模式供电，充电器输出功率为15.01V 0.29A 4.49W，成功点亮底座TV模式。得益于USB PD快充与USB-C物理接口的大范围普及，这股风同样也吹到了电动工具上面，充电头网入手的这台米家手枪钻就配备了USB-C的充电接口，并支持USB PD快充协议，使用充电器为米家手枪钻充电，功率为8.99V 0.33A 2.99W。将USB-C2的充电兼容性测试数据汇总，USB-C2支持100W快充，为手机可以提供数十瓦的快充功率，对于iPad和笔记本电脑也可以轻松满足快充需求。柱状图部分，笔记本电脑的功率自然最高，其他设备的功率柱状图依次递减。USB-A支持30W快充，使用USB-A为华为P30 Pro充电，功率为4.6V 4.7A 21.65W，USB-A支持华为SCP快充协议。USB-A主要面向的还是为手机充电，这里使用了数十款手机搭配USB-A进行充电测试，测试下来发现兼容性部分，为手机充电几乎都可以触发快充。柱状图这里，魅族18 Pro的功率最高，达到了27.72W。其他设备的功率柱状图走向较为平缓。闪极140W氮化镓充电器配备2C1A共3个USB接口，USB-C1在独立输出时支持最高140W快充，但在多口同时输出时功率是如何分配的，这个还需要实际测试一下。使用USB-C1和C2同时为2台笔记本电脑充电，功率分别为95.19W和34.44W。使用USB-C1为笔记本充电，功率为95.14W，同时使用USB-A为手机充电，功率为8.88W。使用USB-C2为笔记本电脑充电，功率为95.2W，同时使用USB-A为手机充电，功率为22.65W。使用C1、C2同时为2台笔记本电脑充电，功率分别为95.23W和9.743W，使用USB-A为手机充电，功率为0.17W。针对闪极140W氮化镓充电器的充电全程测试，本次选择的是用苹果PD3.1磁吸充电线为Macbook Pro 16 2021充电，原因是需要测试在输入功率达到最大时的输入效率，下图是实测数据。这是使用闪极140W氮化镓充电器充Macbook Pro 16 2021的数据变化全程图，整个过程大致分为5个阶段，最大功率为27.59V 4.91A 135.47W。从测试开始至21分钟，输入功率在128W左右；至34分，输入功率逐渐降至108W左右；至45分，输入功率降至74W左右；至1小时5分，输入功率逐渐降至50W左右；最终于1小时52分钟充电结束。将充电全程绘制成曲线图，可以看出这款充电器为Macbook Pro 16 2021半小时充电55%，一小时充电86%，完全充满需要1小时52分钟。现如今，用户使用充电器为设备充电结束后，不再从插座拔掉已成为常态。很多读者都想知道充电器如果一直插在插座上是否浪费电，待机功耗测试环节就是为了解答这个问题。经过功率计测试，充电器在220V 50Hz的空载功耗为0.104W，换算下来一年损耗的电能约为0.91KW·h，若市价电为0.6元/KW·h，则充电器一年的电费约为0.546元左右。110V 60Hz时的空载功耗为0.027W，换算下来，一年损耗的电能约为0.23KW·h，若市价为0.6元/KW·h，则充电器一年的电费约为0.138元左右。待机功耗测试的就是充电器插在插座上不用的话，一年会耗电多少，对于数值的话自然是越低越好。经实测，闪极140W氮化镓充电器在220V的市电环境下在插座上不用，一年用掉的电费仅5毛钱左右；而在110V的市电环境下不用，一年用掉的电费仅1毛钱左右。几乎是可以忽略不计的。充电器本质上是一种转换设备，过程中会有损耗，以热量的形式散发出来。我们平时看充电器上面的参数输出100W或者65W是充电器可以为设备提供的最大输出功率，但充电器从插座上汲取的功率往往要更大一些，下面是充电器在220V 50Hz和110V 60Hz交流输入的情况下分别进行了转换效率测试，测试结果如下。220V 50Hz下，将充电器在各个电压档位的输出功率拉满进行测试：五个档位测得插线板AC端输入功率和USB端输出功率，通过计算，可得充电器的转换效率从82.52%到91.81%不等。110V 60Hz下，充电器的转换效率从81.94%到90.14%不等。转换效率可以反应出充电器的质量，从数据上来看百分比自然是越高越好。从上面的测试数据可以看出，在20V5A输出档位下的效率最高。联想到充电器的百瓦快充面向的是为笔记本电脑充电，对于用户来讲最直观的感受就是为笔记本充电的时候效率高，发热自然就低了。由于充电器中采用开关电源，变压器次级输出的并非直流电，需要经过整流和电容滤波输出，也就是充电器输出会存在纹波。充电头网采用示波器测试充电器输出的纹波值，与国家标准进行比对，检测充电器的输出质量。纹波越低，充电器的输出质量就越高。纹波测试分为空载（柱状图中Y轴电流为0A）和重载（柱状图中Y轴电流为非0A）两种。空载部分，充电器在220V 50Hz交流输入下，处于20V0A空载状态时纹波最高，为18mVp-p；处于5V0A空载状态时纹波最低，仅为8mVp-p。充电器在110V 60Hz交流输入下，处于20V0A空载状态时纹波最高，为20mVp-p；处于5V0A和9V0A空载状态时纹波最低，为12mVp-p。重载部分，充电器在220V 50Hz交流输入下，处于20V5A输出状态时纹波最高，为28mVp-p；处于5V2A输出状态时纹波最低，为10mVp-p。充电器在110V 60Hz交流输入下，处于20V5A输出状态时纹波最高，为30mVp-p；处于5V2A输出状态时纹波最低，为14mVp-p。纹波数值越低，说明充电器的输出质量越高。从测试得到的数据来看，整个充电器的纹波数值非常低，很多输出档位下的纹波仅为20mVp-p左右，说明充电器的输出质量是非常高的。前面提到充电器工作时会涉及到效率转换的问题，其中的损耗电量绝大多数以热量散发，所以充电器长时间工作的发热情况也是测试的重要一环。让充电器以20V5A 100W功率持续输出一小时，采集充电器表面温度，实验全程将充电器置于25°C恒温箱当中。首先来看看在 220V50Hz 的市电环境下，充电器的温度表现。1小时后使用热成像仪拍摄充电器两个侧面表面的最高温度为63.2℃。再看看 110V 60Hz 的市电环境下，充电器的温度表现。1小时后使用热成像仪拍摄充电器两侧表面的最高温度为68.9℃。将温度测试数据汇总，4个数据中，有3个数据在60℃左右，1个数据在70℃左右，这对于一款高集成度、高功率、多口氮化镓充电器来讲是个不错的成绩。柱状图这里，可以看出最高温度为73.1℃，最低温度在59.1℃。在目前的百瓦级别的氮化镓充电器圈子里算是温度比较低的了。在外观方面，闪极140W氮化镓充电器鲜明橙色方形设计硬朗活力，可折叠插脚在旅行出差时也能方便收纳携带。氮化镓半导体材料运用，内部高度集成的空间设计方案，做到了140W大功率输出。配备了2C1A的USB接口，协议支持上比较全面，作为PD3.1充电器，能满足现在智能设备的充电需求，并且还有冗余功率，可节省一大笔后时代充电器更新换代费用。在性能方面，设备充电兼容性方面表现优异，对市面上主流的手机、笔记本、平板以及游戏主机等等都能达到设备的快充功率或充电器的最大输出功率。在市电220V 50Hz下，充电器的转换效率在82.52%到91.81%之间，因此即使在满载时温度实测不超过73.1℃，在拥有如此体积的百瓦充电器中性能控制表现是属于第一梯队。从整体来看，闪极140W氮化镓充电器在同类产品中，在体积、温度和转换效率方面是比较突出的一款充电器，能够应付市面上的主流设备，丰富的各类接口，可以作为Apple的替代充电器，即可满足全家桶的需求，充电过程稳定不会产生脉冲电流，防止损害设备，而且即使在同类型的充电器中性价比也是不错的。
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