芒果實驗室 wrote:
科技持續飛快...(恕刪)
本人可提供AILI 119電池盒
跟松下GCR18650X6測試
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但實際的 電壓轉換過程, 不論是升壓或降壓, PWM MOSFET和線圈等被動元件,會消耗能量,所以,PWM線路的效率一般都只有80%~92%左右 ( 轉換效率大小 因PWM控制IC和周邊零件等級和價格而有差異),損失的 8~20%能量變成廢熱.
所以 行動電源的"實際"額定 輸出容量mAh= 74% x 鋰電池容量 x PWM轉換效率( 80~92%) = (59%~68%)x鋰電池容量.
那些實際輸出容量遠小於 50%的行動電源,可能是採用標示不實的劣質或舊品回收的鋰電池.
(不過話說回來,手機內部也還是會PWM降壓一次,把 5V 降壓成手機內部電池的 4.2V.轉換效率也約是( 80~90%),
所以行動電源對手機的電池充電過程,雖是先升壓,又再降壓, 升降壓一來一回的74%可互抵,原則上,就只要考慮升降壓的PWM線路效率, 90% x 90% = 81%,換句話說,將一顆3000mAh手機充飽一次,約需要耗損至少3750mAh的行動電源電量.)
行動電源若"實際"額定 輸出容量mAh若要高於電池容量,得採用降壓方式,類似筆記型電腦使用串聯的方式,讓電池電壓高達11.1V (3.7V 三顆串聯),或 7.4V (3.7V 兩顆串聯,類似Sony DV的電池).
因為降壓的方式 ,V2 > V1, I1= V2/V1 x I2 x PWM轉換效率( 80~92%)
例如一顆筆電常見的 11.1V ,2200mAh 的鋰聚合物電池, USB孔的"實際"額定 輸出容量最大 mAh= 11.1 /5 x 2200 x 92% = 4500mAh. 但這樣設計的缺點是充電線路的成本會增加,行動電源內部線路必需將 USB5V輸入升壓到13V以上,或採用額外的15V變壓器,才能對行動電源充電.
市面上有些可輸出12V/8.4V /5V多組電壓的行動電源,可能是採這種設計.
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我自己去材料行花$20 買個 AA(3號) 4顆電池座, 將 4顆2000mAh 1.3V的三洋低自放Ni-MH 電池串在一起 並加上USB接頭,就變成了簡單的2000mAh行動電源. 因為是 1.3 x4 =5.2V,效率是100%,因為不用像3.7V的鋰電池要考慮升壓和轉換的效率後,5V只剩~60%容量.
但 AA Ni-MH的內阻大,不適合>0.7A大電流,因為壓降會太大,若要充1A以上,得靠 8顆AA電池來串並聯.
這種DIY廉價行動電源拿來衝 1500mAh的手機電池一次,手機是以0.5A速度充電. 足可充飽一次,沒問題,但這種DIY方式,沒有定電壓控制線路,後期電壓會只剩4.5~4.8V左右,略低於5V標準.
AA Ni-MH的可充放電次數,可達1500次以上,安全.電流小((適合<0.7A). 4顆AA 2000mAh低自放~$280
鋰電池的可充放電次數,約在500次以內,要小心使用.電流較大,可達1A以上.一顆3400mAh 18650 ~$160,較便宜.
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abc003 wrote:
為什麼這些大廠只能做到63%的轉換效率
小米行動電源345元
官網宣稱 卻能用10400MAH充飽小米3手機2.5次
換算成轉換效率
大約有 3000MAH*2.5次/10400 = 76%
為何SONY這些大廠1800~2000元的行動電源 還只有60%轉換效率
比不上一顆345元的行動電源
轉換效率........(恕刪)
這是兩者 "測試條件定義"不同,計量單位不同,所產生的數字差異.
樓主是用純mAh的計量單位,其它評測可能是用 mWh的計量單位,比mAh多含了電壓V的變數.
若要統計電池盒PWM線路轉換效率,應該以mWh會較合適.因為樓主是要做排名比較表,故用mAh計數也行,但可能會讓人誤解電池盒效率不佳,浪費電. 或許,樓主下次有機會改版時可順便更正.
樓主是用 3.7V 升壓轉換成 5V後 的實際容量,用mAh的角度,來定義效率. 就算是一組100%轉換效率的夢幻PWM線路,以樓主的定義方式,也頂多是 74%.絕不可能有超過74%的. 回到實際的PWM線路,在如此的定義下,若能有68%,就已經算很優秀.
而 小米的定義方式,則是以mWh的角度來計算,可能是用 3.7V 升壓轉換成 5V後,再次降壓轉換回 3.7V-avg(4.2V-max)手機電池的方式.
手機內部也還是會PWM降壓一次,把 5V 降壓成手機內部電池的 3.7V.轉換效率也約是( 80~90%),
所以行動電源對手機的電池充電過程,雖是先升壓,又再降壓, 升降壓一來一回的74%可互抵,原則上,就只要考慮升降壓,兩端的PWM線路效率, 90% x 90% = 81%,換句話說,將一顆3000mAh手機充飽一次,約需要耗損至少3750mAh的行動電源電量. 小米行動電源 10400mAh, 10400/ 3750 = 2.7次,所以官網宣稱能用10400MAH充飽小米3手機2.5次,
換言之,小米行動電源內的PWM線路效率可能約是在85%附近,有在80~92%水準之內,算不錯,但還沒到獨一無二的極致水準.若改以樓主的測試定義方式,測出的小米行動電源可能是63%,成績也算是前段班.
DC to DC PWM線路的轉換效率,主要受 PWM調控IC,和周邊相觀 MOSFET 和 線圈 內阻的影響. 由於輸出電流太大時,會在 MOSFET 和 線圈上產生積熱,讓內阻變差,效率會變差些. 但輸出電流太小時,PWM基礎耗能佔比太高,整體效率也會不好. 好比,汽車高速行駛>100km/hr時,很耗油,低速<30km/hr也很耗油,約在 80km/hr時,效率最佳.
我猜一般行動電源PWM設計的最高轉換效率,可能是落在1A輸出電流時?
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