高能军火库 小米充电四件套体验
2019-08-27谢慧华
谢慧华
随着小米9的上市,小米为其打造了一大波周边配件。其中,围绕充电方面,小米推出了20W无线充电器、20W无线车充、小米无线充电宝以及随手机标配的27W充电器,极大地强化了小米9的续航能力,让它成为小米发布的所有手机里充电功率最高的一款。这一次,我们就来体验一下小米9的“电量后备军火库”,看看它们的实际充电功率和表现。
解析:20W超级快充技术
目前,在智能手机上使用频率较高的、比较普及的是电磁感应式无线充电技术,小米9同样采用这种方式。电磁感应式无线充电的原理比较简单,无线充电器送电线圈的电流通过线圈时会产生磁场,手机端的受电线圈靠近送电线圈时,由于电磁感应原理,送电线圈所产生的磁场时就会让受电线圈产生电流,从而为智能手机进行无线充电。尽管原理简单,但事实上无线充电一直面临着两个难点,其一是充电效率问题,其二是充电过程中功耗控制的问题。此前市场上大部分无线充电的转换效率介于65%-75%之间,发热问题也比有线充电明显。小米20W无线充电技术很好地解决了这两个问题,关键在于它采用了和有线快充相同的半压直冲方案,手机端在接收到无线充电器输入的20W(15V/1.34A)功率电流时,先经过DC-DC(直流-直流)降压至两倍电池电压,这一环节主要是以20mV精细调压来保证下一级电荷泵充电的稳定性。然后再采用电荷泵技术进行2:1变压操作电压降至电池电压,将电量充进锂电池内。两级降压都有极高的转化效率,再加上小米还设计和定制了20W接收端线圈规格,选用5层纳米晶+多股绕线的技术全面提升线圈参数,在充电过程中可以降低约2℃温升。通过这些硬件上的革新,20W无线充电的功率已经达到了主流有线快充的功率水准。
小米9充电器:让27W成为标配
小米9标配的27W充电器体型为长方体,采用了白色塑料外壳,三围大小为55.5×47×28mm,与小米8标配的18W充电器大小对比,功率上涨体积也有所增大。从插脚处的标识可以看出,这款充电器的型号是MDY-10-EH,输入电压100~240V宽幅电压,输出规格5V/3A、9V/3A、12V/2.25A、20V/1.35A,共有四个电压档位。还激光刻有QC3.0的标志,支持高通的Quick Charge快充协议,能向下兼容小米8、小米6、小米5等快充机型。QuickCharge快充协议共分为两个电压版本,其中Class A支持5V、9v、12V电压,Class B则在此基础上新增720V电压。市面上常见的QC充电器大都是Class A,而小米9充电器使用的是QC3.0 Class B协议。
与充电器一起提升的,还有小米9对快充的强大支持能力。内置的高通骁龙855旗舰芯片在硬件上就支持QC4+(USB PD、PPS、QC3.0),除此之外,小米9还内置了独立的电荷泵,使用高通新的充电IC——SMB1390。电荷泵,也称为开关电容式电压变换器,是一种利用所谓的“快速”或“泵送”电容(而非电感或变压器)来储能的DC-DC(变换器)。在手机内部,小米9使用了电容充放电半压电路,就是俗称的电荷泵降压电路,这种降压方式最大的优势就是电压转换效率非常高,接近100%,几乎没有能量损失。配合27W充电器可以灵活输出3.6V~20V电压,出色地解决了高压充电电压转换效率低、低压充电电流大的矛盾。相比小米8的開关降压方案,小米9的快充具有效率高的优势:同样的温升,可以做到更大的输出功率;同样的输出功率,则可以做到更低的温升。稍有遗憾的是,小米9标配的充电器采用的是USB-A口,内置协议芯片也不支持USB PD协议,无法为支持USB PD的设备快速充电。由于它并非通过QC4+或者USB PD实现,所以这个27W快充功能目前只有小米9支持。
我们搭配了小米9手机,并通过Power-Z测试仪表对小米27W充电器进行充电测试。为了保证测试数据的准确性,我们将手机电量完全耗尽且无法开机,进行0%~100%电量的完全测试。测试中我们注意到,小米27W充电器在前期高速充电的过程中,电压始终维持在9.4V左右,电流最高达到72.67A,最大充电功率有25W左右,这是因为手机内部的电荷泵降压电路将充电器提供的20V电压降至1/2。在充电40分钟左右,进入涓流充电环节,电压降低至5.2V并保持稳定,电流呈线性下降,此时的充入电量大约在90%左右,直到充电至1小时16分时,手机显示电量已充至100%。
小米无线充电器:翻倍的速度提升
在此之前,小米就曾推出10W的无线充电器,69元的售价吸引了不少想尝试无线充电的用户尝鲜,不少使用iPhone 8以上机型的用户也都纷纷入手。相对前代产品,这款随小米9发布的20W无线充电器,在充电速度以及设计上都有了不小的改进。
外观方面,小米20W无线充电器采用纯白机身设计,暂时没有推出黑色版本,大小与上代相比略大一圈。正面的硅胶质地具有极大的摩擦力,能够有效防止手机滑落,确保充电过程不会中断。在无线充电器的底部,新增了一圈散热开孔,内置独立的静音风扇和散热片,双重散热系统可以有效降低无线充电过程中的温升,提升充电效率。与之对应的是,小米9的机身内创新地采用75层纳米晶+多股绕线技术打造的20W接收端线圈,每股具有13根极细的铜丝。新工艺与新材料的组合,可以在充电过程钟将温升降低约2℃,让小米9的无线充电能力大幅提升。根据官方数据,新的无线充电器峰值充电功率相较前代产品提升了100%,最高能到20W,给小米9充电只需90分钟即可充满,比很多手机的有线充电还要快。
另一方面,小米20W无线充电器的垂直感应距离为5mm,实测中隔着纸板也可以顺利充电,带着非金属材质的手机壳同样也可以被识别到,便捷性和实用性上都有很大的提升。它通过了Qi EPP 10W认证,兼容Qi无线充电标准规范,可以为市面Qi兼容的设备进行无线充电,支持EPP协议的移动设备可实现最大功率10W充电。
在小米官方商城上,分别上架了未配备充电器的版本和配备充电器的套装出售。来到微型计算机评测室的是售价149元的高速无线充套装。从充电器的标识来看,它的充电器和标配的27W充电器型号、规格均一致,输入电压100-240V宽幅电压,输出规格5V/3A、9V/3A、12V/2.25A、20V/1.35A。对于小米9用户而言,我更推荐购买套装,加上小米9标配的专属充电器,可以分别放在家和办公室里,使用起来更加方便高效。
我们搭配了电量完全耗尽且无法开机的小米9手机,并通过Power-Z测试仪表对小米无线充电器进行充电测试。实测数据表明,这款无线充电器的标称最大功率为20W,但在充电过程中的大部分时间里,实际输出电压在13.95V左右,实际输出电流为1.6A左右,真实输出功率达到了22.5W左右,比标称功率更高一些。需要注意的是,无线充电器的充电曲线与27W有线充电有了明显区别,从充电至14分开始,电压和电流呈同步的脉冲变化。在充电至48分左右,其充电功率开始逐步下降,此时的充入电量大约在90%左右。直到充电至1小时12分时,手机显示电量已充至100%。
同时,我们也测试了小米无线充電器对iPhone的兼容情况。根据Power-Z测试仪表的检测,小米无线充电器在为iPhoneXS Max充电时,输出功率大部分时间维持在10W(5V/2A)左右,充电效率虽然没有小米9上那么出色,但对比iPhone标配的“五福一安”充电器而言提升也很明显。
至于小米家族,至今也已经推出了3款支持无线充电的手机,另外两款则是小米MIX 2S和小米MIX 3。小米MIX 2S是小米首款支持无线充电的旗舰手机,搭载的是与苹果类似的7.5W无线充电;随后发布的小米MIX 3内置了骁龙845处理器,同样标配了无线充电功能,无线充升级到了10W。这两款机型和小米9均采用小米私有无线充协议,但搭配小米20W充电器的效果并不一样,无法达到20W输出功率。也就是说,小米无线充电器的高输出模式是专为小米9打造的,但作为其他手机的充电配件也有不错的表现。
小米无线充电宝:无线有线都很快
小米及旗下生态链企业紫米都曾推出多款充电宝产品,销量和口碑均属于前排行列。随着手机无线充电技术的慢慢普及,小米也适时地推出自己的10W无线充电宝。经过多次的预约发售,每一次都是供不应求的状态,可见用户对这款充电宝的喜爱。
从正面看,小米无线充电宝与此前推出的新小米移动电源2十分相似,采用一体成型的金属外壳,长、宽不变。对比两者的厚度可以发现,同样是10000mAh容量的小米无线充电宝更为厚重,毕竟要在内部加入发送端线圈和其他组件。充电面板区域采用了防滑软弹材质,防滑的同时也有不错的触感。垂直感应距离为5mm,戴着非金属材质的手机壳也可使用无线充电功能。同时,它也支持智能FOD金属异物检测保护,可避免由于钥匙、硬币等金属异物错误放置而导致消耗电量产生高温的状况,杜绝了安全隐患。
和新小米移动电源2的接口有所区别的是,小米无线充电宝的顶部除了电源开关和LED指示灯外,只设有USB-A和USB-C两个接口,摒弃了micro-USB输入方式。其中,USB-C接口兼具了输入端和输出端功能,既可以以5V/3A、9V/2A和12V/1.5A规格为自身充电,也可以像USB-A输出端一样,提供最大18W功率的有线输出,与无线充电搭配可支持三台设备同时充电。
作为一款比较新奇的10W无线充电宝,我们自然对它的无线充电体验更感兴趣一些。在和小米9、iPhone XS Max等机型搭配使用时,只需要将手机贴在充电面板区域,然后按下顶部的电源开关,待蓝色指示灯亮起就会开始无线充电。由于无线充电宝的特殊性,我们无法直观测量到输出端的功率,只能通过输入端的功率略窥—二。所以在整个测试环节,我们测试了3个项目:充电宝使用27W功率MDY-10-EH充电器的自充电过程,待充电宝充满电后,继续接通输入端电源分别为完全耗电的小米9和iPhone XS Max进行无线充电,检测输入端的功率。
从Power-Z测试仪表测量得到的曲线图可以看出,小米无线充电宝的自充电过程比较稳定,电压始终维持在9.3V左右,前期的高速充电环节电流在0.3A-1.9A之间规律变化,最大输入功率约18W。在充电至1小时58分左右,充电进入了涓流充电环节,其充电功率开始逐步下降,直至3小时左右完全充满。为小米9进行无线充电时,无线充电宝的输入端功率呈现出两个状态,前期输入功率稳定维持在9V/1.5A,对应输出端的高速充电环节;充电至1小时18分,输入端电压下降至5V,电流逐渐减小,直至2小时5分时充电完成。而在为iPhone XS Max充电时,无线充电宝的输入端功率呈现出另外两种状态,前期充电宝的输入电流在1A左右波动,电压则在5V-9V之间变化,平均输入功率约7.5W,其结果与iPhone XSMax无线充电最大功率7.5W接近;充电至2小时16分,输入端电压稳定在5V左右,电流开始逐渐减小,表明进入涓流充电环节,直至2小时50分左右充电结束。另外,通过Power-Z测试仪表检测USB-A输出接口的功率,可以看到小米无线充电宝在使用有线方式为小米9充电时,输出功率为9V/1.86A左右,接近标称的最大18W功率。
由于小米无线充电宝可以同时为3个设备充电,我们还继续测试了它在为多个设备供电时的输出功率。实际测试中,我们先用它单独为MacBookPro通过Type-C接口充电,Power-Z测试仪表测量其充电功率为17W(8.8V/1.9A),单独为iPhone XS Max通过USB-A接口充电,Power-Z测试仪表测量其充电功率4.8V/2.3A,前者达到了Type-C接口的最大输出,后者则达到了iPhone XS Max的充电上限。不过当同时为3个设备充电时,每种输出方式的充电功率都有所降低,此时Type-C接口处的功率就会降低至4.8V/2.2A。
至于小米无线充电宝10000mAh的续航能力有多强,我们也在测试中得到了答案。在为完全耗电的小米9(电池容量3300mAh)完整充电1次后,总共4个的电量指示灯还有2个亮起,表明其剩余电量大约还有一半;之后继续为完全耗电的iPhone XS M8X(电池容量3174mAh)充电,也足以支撑到充满为止。将两个设备都完全充电一次后,此时的小米无线充电宝最后一个电量指示灯依然闪烁,还有电量剩余。可见,带上小米无线充电宝,完全可以供两部手机使用,或是为一部手机储存两信续航电量。
和小米无线充电器一样,小米无线车充也是一款支持20W无线闪充的周边配件。作为无线充电产品,功率自然是许多用户首先会考虑的因素。虽然车载场景下,用户对充电速度要求可能并不严格,但有更高功率用户自然也是欢迎的。目前市面上大部分车载无线充电产品基本都采用10W方案,极少数如小米才推出了20W的高功率。很显然,这足以吸引车载一族的兴趣。
小米无线车充包含了一个车载充电器、一个无线车载底座以及一根Tpye-C数据线。从车载充电器的标识来看,它与插脚式充电器的规格略有区别,其中USB 1口仅输出5V/2A,USB 2口为闪充接口,用红色内舌醒目提醒,支持5V/3A、9V/2A、12V/2A、1 5V/1.8A和20V/1.35A等5种输出规格,足以应对点烟器的复杂电压情况。
无线车充提供的车载底座采用一体化2.5D玻璃材质作为充电面板,接电后蓝色环状提示灯会自动亮起,夜间行驶时也能一目了然。由于自带红外感应器,当手机靠近车架时,夹臂能够通过电机传动自动张开并收缩,将手机固定。支架也带有触摸按键,輕轻一摸即可自动打开夹臂,方便用户单手操作,直接取走手机。小米无线车充的夹臂张开后可达81.5mm,可轻松放入小米9和更大尺寸的iPhone 8 Plus。考虑到用户的使用习惯不同,小米无线车充共有两种安装方式:第一种是直接夹在出风口上,而第二种则是通过一个粘连底座粘贴到你想摆放的位置处。在车载底座的背面采用万向球连接设计,支持多角度自由无级调节,还设有一排散热孔。内部独立的散热风扇配合金属导热片设计,可以将热量快速地从这里排走,保证了手机在进行无线充电时,不会因明显的温升导致充电功率下降。另外,小米无线车充还具有温度保护、短路保护、功率保护、过压保护、异物检测等多重保护。另外,在电源接口上方,小米还预留了一个小孔,这是给不支持无线充电手机预留的数据线孔,不支持无线充电的手机完全可以将其当做一个车载支架来使用。
和小米无线充电器一样,小米无线车充的背面同样设计了一排“小孔”作为散热口,内部也拥加入了独立的散热风扇和金属导热片设计,风扇可以随着温度高低智能调节转速,保证了手机在进行无线充电时,不会出现因过热保护而导致的充电功率下降问题,这对于一款常用在汽车出风口处的产品来说尤为重要。在体验过程中,除非将耳朵凑近无线车充,否则几乎无法听到风扇转动的声音,这点噪音在开车时可以忽略不计。另外,小米无线车充还具有温度保护、短路保护、功率保护、过压保护、异物检测等多重保护。
在无线车充上,小米还加入了多处灯效设计,官方将其称之为“迎宾灯”。将车载充电器插入点烟器时,亮起一圈蓝色灯,提示已经通电。继续接上无线充电器,车载充电器的指示灯会闪烁三次,无线充电面板上同样会亮起一圈蓝色灯,科技感十足。夜间行车时,“迎宾灯”不仅能够营造炫酷的灯光与车辆中控台灯光呼应,也方便车主在天黑的时候一眼找到无线车充。
我们在将小米9电量完全耗尽且无法开机时,将其放置在无线车充上开始充电。值得一提的是,这款无线车充完全称得上是小米9的专属“王座”,在为小米9充电时,小米9的屏幕上会显示“Charge Turbo”,下面还有一个小汽车Logo。从充电曲线可以看出,无线车充的为小米9充电的过程与小米无线充电器十分相似,大部分时间里的真实输出功率达到了22.5W左右,在中间环节电压和电流同样呈脉冲状。完整充电耗时也相差不大,整个充电过程约1小时12分。
写在最后
在手机业界里,有线快充已经十分普及,而无线充电功能一直受限于功率瓶颈,发展较慢。小米以20W无线闪充率先布局手机无线充电领域,让小米9用户抢先体验了比一般有线充电更快更方便的无线快充功能。而1OW无线充电宝的出现,也填补了用户对随身无线充电设备的需求。无线车充同样如此,车上充电再也不必为频繁拔插数据线而苦恼了。可以说,在无线快速充电领域,小米已经起到了表率作用。我们猜想今年里或许会有更多的厂商跟进,让无线快充成为手机发展的新趋势之一。