許暉

原理看似簡單、工作其實復雜

下面幾條公式是否似曾相識？只要初中認真聽過物理課的人都會記得，由P（功率）、U（電壓）、I（電流）、R（電阻）這幾個基本的單位所組成的，看似簡單的公式代表了物理電學尋常的理論基礎。常見車載充電器的生產設計原理依托這些初中生都會的公式，直接將硅整流式發(fā)電機或者電瓶所輸出的直流電12V或 24V電壓進行“斬波”， DC-DC 開關降壓后轉換為 5V 直流輸出，用于給電子產品充電。隨著汽車銷售井噴，巨大的市場需求讓下至山寨小廠，上至國際品牌紛紛上馬各自的車載充電器產品，售價也從幾十到幾百不等，盡管針對車載充電器早已制定了相應的行業(yè)標準，可是不少廠家在利益驅使之下，為了增加產品競爭力，通過附加在車載充電器上的功能，比如GPS定位、內置FM或者MP3，讓純粹的充電設備搖身一變成為各類智能產品，用以規(guī)避本應遵循的安全標準，產品質量參差不齊也就比比皆是。事實上，這小小的車載充電器，其工作原理遠遠比我們想得要復雜。DC-DC 開關降壓技術主要由電源管理 IC 及簡單的外圍電路（若干電感、電阻以及電容）完成，由于汽車電子系統(tǒng)中存在著比普通電路環(huán)境更為嚴重的瞬間峰值電壓、各種來自電路的開關噪聲干擾以及線路電磁干擾等問題，對車載充電器的穩(wěn)定性提出了嚴格的要求。暗藏在產品之中的各類風險必須細究。

首先，元器件質量很重要。降壓IC芯片是車載充電器里的安全前提，其質量的優(yōu)劣直接影響制造的成本。相信不少人在給蘋果手機等需要大電流的設備充電時，都有充電器滾燙的經(jīng)歷，這基本可以判斷是使用了劣質降壓IC芯片的產品的緣故。因為需要使用大電流給設備充電的時候，劣質降壓IC芯片負載阻抗過小，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備。如果降壓IC芯片再次點，那么輸出的就不是尋常所用的5V，過高的輸出電壓極有可能燒毀被充電設備的保護電路。

其次，電路的設計很關鍵。不少產品為了達到宣稱的寬幅電壓，以適應不同車型上12V/24V使用，將產品設計成高壓、高電流的電路，卻因為成本問題而沒有配備相應的保護電路與采樣電阻。這樣，就算被充電的設備普遍具有較強的適應性，能自動調節(jié)以適應稍微增強的電壓以及電流，可充電器本身卻有可能因為無法正確識別輸入端電壓，外加USB輸出端的過高電流大量損耗產生的熱量導致火災發(fā)生。

再次，產品的材質很講究。目前市面上車載充電器普遍采用普通塑料外殼而非阻燃材質外殼，緊湊的設計與蹩腳的被動散熱令車載充電器在工作時普遍存在溫度較高的現(xiàn)象，單口或者雙口的產品尚能接受，多接口的大電流產品就必須注意了。車充的發(fā)熱問題主要體現(xiàn)于轉化效率，理論上若1000J的能量100%轉化充入用電器里，是不會有熱量產生。但如果轉化率只有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，轉化效率越低，熱量越大。轉化效率與車充的電路優(yōu)化、元器件用料以及電源管理IC息息相關。好的IC芯片配合優(yōu)秀電路設計可大大提高轉化率，比如同步整流的轉化效率相對異步整流電路要高。

如果上述條件未能達標，那么一旦車輛因為暴曬導致車身溫度升高，內部的元器件性能與壽命就必然降低，如果遇上的是山寨產品，燙傷肯定是杠杠的，沒有自燃已經(jīng)算是萬幸了。

充電技術日益更迭

傳統(tǒng)以來，想要更長的電池續(xù)航能力最簡單且粗暴的辦法莫過于增加電池容量，但便攜式的設備注定受限于電池的體積。目前主要電子設備充電接口大多為Micro USB，當高于10W功率充電時，該接口存在過熱隱患，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，又能縮短充電時間，就不得不提及高通在充電技術上的改良。2013年高通Quick Charge 1.0充電技術誕生了，但市場反響平平，直到高通在中高端智能手機的市場占有率日益占優(yōu)，放大了其在充電標準上的話語權。2014年4月，高通升級了第二代Quick Charge充電技術，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終端。

值得一提的是，QC 2.0 IC芯片涉及到識別問題，一般支持QC 2.0快充的芯片都可以自動識別并匹配設備的原裝電流，當所偵測設備具有對應高通QC 2.0充電的特定高通驍龍新品時，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，充電時間將大幅減少。若識別為不支持設備，如ios設備或者非對應高通芯片時，則提供原配電壓。不過目前支持QC 2.0的IC芯片多數(shù)不能很好地識別ios設備。因此，市面上為數(shù)不少的QC 2.0車充，實則兼容性值得商榷。為此，QC 2.0快充的任一充電口能否快速準確識別并提供對應電壓電流成為產品優(yōu)劣的判定標準。

就在本文將要刊發(fā)的時候，高通高調地宣布了其QC 3.0的快速充電技術，首批支持Quick Charge 3.0技術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，預計2016年初上市。

因需挑選 夠用為妙

截至2014年，全國每8.83個人擁有一臺車，汽車保有量1.54億量（2015公安部數(shù)據(jù)），全國人均擁有0.945臺手機，四舍五入人手一臺（2015工信部數(shù)據(jù)）。也就是說有手機的人不一定有車，但是有車的人幾乎都有手機，隨著通勤時間和擁堵時間的增加，車上為手機充電在所難免，更別說那數(shù)不過來的各類手持設備。實話說，盡管技術不斷更迭，但是對于IT產品來說追新往往并不理智，如果你使用的是蘋果品牌設備或者非高通驍龍新品的設備，注意上述所提事項，選擇尋常大品牌的車載充電器足矣。若你所使用的設備支持QC 2.0充電技術，可以選購標有QC 2.0 LOGO并且能提供官方技術授權文書的車載充電產品，選擇兩口產品比多口產品更加安全。別想著一個點煙供電口外加多口充電器就能為滿滿一車乘客提供用電服務，別忘了點煙供電口也是有額定電流限制的，一旦超負荷，保險絲也懂得罷工。如果真有大量用電的需求，還是交給直接從電瓶接電的車載逆變器來處理更明智，畢竟專用車載逆變器的散熱以及電路保護都更專業(yè)。千萬別因為不舍得“醬油”（車載充電器），而毀了好好的“雞”（車子）。