原创 智能手机的智能充电（1）

    最近，又有大量的国际和国内品牌的新型手机陆续上市了，各厂家的产品宣传一如既往地铺天盖地。这种似乎每年必出一款的产品竞争异常激烈，由于每年的新款都必须要有些新的亮点，不管是外观设计还是内部性能，功能的提高，各个厂家都要煞费苦心地搞些“创新”出来。

智能手机可以看作是嵌入式设计的产品，手机内部所采用的CPU为多核CPU, 功能，性能也在不断更新，比如，新推出的苹果iPhone 6S采用的CPU是新型的苹果A9+M9协处理器；三星NOTE5采用的CPU是新的Exynos 7420，华为的MATE S采用的是华为的海思kirin 93；当然，大量的智能手机采用了高通的骁龙805,810,820等型号的CPU, 以及联发科的CPU。手机的丰富的功能都是由CPU以及辅助芯片控制完成的，包括手机的充电，同样是在检测和受控的情况下完成的，接下来就说说智能手机的充电。

    市场上的手机以及手机充电器产品可谓形形色色，种类繁多。普通的手机充电器，充电宝等产品标称的最大输出电压通常是5V，最大输出电流值通常有1A,2A，甚至还有更高的。快充充电器标称的输出电压有5V，9V，12V甚至更高的，最大输出电流值通常是<= 2A，还有5A的。

    买手机的时候通常都会标配有充电器，但由于人们周边的电子产品越来越丰富，以至于各种充电设备，充电线可以随手拈来，物理接口又大都兼容，于是导致很多人在日常充电的时候经常会混着用。这样做有没有问题？用标配的充电器充电好还是随便用哪个充都差不多？充电设备标称的最大输出电流越大，充电的速度就越快？手机充电时的实际的充电电流到底有多大？。。。。。。看似是一件简单的事情，真的就那么简单吗？

图1：形形色色的手机充电设备

不同手机+不同的充电器充电的快慢评测比较简单，充电的时候通过计时就能测出来。如果想更进一步了解有关手机充电的事情，实测一下手机接到充电器进行充电时的实际的电流和电压，不就可以搞清楚了吗？测直流电压和电流这可是在电子测量领域里属于很基本的测量了。同样是看似简单的事情，真的就那么简单吗？

为了验证一下实际情况，还是做些实验，微测一下吧！

我算是“隔代换机”的三星NOTE的粉丝，手里有NOTE2，NOTE4，估计下一个要换的是NOTE6。先从我的三星NOTE2手机测起，它标配的充电器的标称输出是：5V/2A。手机屏幕上显示的当前电池余量是15%，够低了，该充电了。为了测试在当前状态下的充电电流，我做了一个简单的测试工装，把一根很短的标准的USB2.0的公头到母头转接线的电源线（+），也就是VBUS，截断，剥了皮，以便将数字万用表通过测试表笔串接到充电线路中，测量充电电流的大小。接好之后开始充电，此时，在数字万用表DM3068的显示屏上看到的显示是：0.365A，如图2所示，怎么这么小？对于电池余量只有15%的手机充电不应该呀，以这么小的电流对3100mAh的电池充电，会很漫长的。

根据I= U/R，我的测试工装引线很短，应该不会引入多大的电阻，考虑到测试连接引入的电阻的影响，假设电流翻1倍，也才~0.7A，翻2倍，~1.1A，也都远远低于充电器的最大2A的输出电流值。

图2：使用RIGOL的DM3068测量手机的充电电流

难道是万用表的问题？换另一品牌的同样是6位半的高精度数字万用表试试，测量结果也是只有~0.365A,两台的测量结果几乎一样，如图3所示。

图3：使用FLUKE的8846A测量充电电流

如果是使用不同的手机充电器对同一个手机使用同一条充电线进行充电，采用同样的测试方法，情况会如何？这个简单，我又找了几个输出额定值不同的充电器，如图4所示，从右到左依次是：三星 5V/2 A，小米 5V/2A，苹果5V/1A，再加上小米插线板的USB充电接口（2.1A）。

图4：对不同的充电器做充电测试

使用小米充电器（5V/2A）充电的测试结果，电流是0.455A，如图5所示。

图5：对小米充电器测试的结果

使用苹果充电器（5V/1A）充电的测试结果，电流是0.184A，这么小，好可伶，如图6所示。

图6：对苹果充电器测试的结果

使用小米插线板上的USB充电口（5V/2.1A）进行充电的测试结果，电流是0.364A，如图7所示。

图7：对小米USB充电口测试的结果

使用数字万用表测量手机的充电电流，看似简单的测量，但测试结果都跟我们想象的很不一样，实测电流值都远远小于充电器标称的最大充电电流值，而且还各不相同。文章看到这里，不知有没有朋友已经发现什么问题了？这对于搞移动设备的电源管理或者是搞充电器的朋友可能是个简单的问题。有没有解决的办法？难道是数字万用表不能测这种应用情况下的电流？问题到底出在哪儿了？

换另一种方法再试试。RIGOL的DP800系列数字化直流电源不但可以提供直流供电，还内置了电压电流的测量功能，如果用DP800替代手机充电器对手机进行充电，设置好输出电压，比如5V;最大输出电流可灵活地设置成1A或2A等不同的电流值，在充电的同时还可监测实际输出的电压和电流，这应该也是一种测量手机充电情况下的实际充电电压和充电电流的很好的方法。

那就试试这种方法吧！为了进一步搞清这个问题，我采用RIGOL的DP831A直流电源替代手机充电器，DP831A有3路输出，分别是第一通道8V/5A, 第二通道30V/2A，第三通道 -30V/2A。自制了另一个测试工装，以便将手机的USB充电线接到DP831A的输出端子上。我们就把第一通道当做充电器用吧，我把它的输出范围设置成5.1V/1A，为了保险起见，还设置了过压保护，过流保护。接通电源，开始充电，此时看到DP831A的彩色液晶屏上显示的输出电压是5.097V,电流是0.471A, 电源工作在CV，也就是恒压输出模式，如图8所示。充电电流只有0.471A, 远低于设置的最大值1A。把DP831A的最大输出电流的设置改成2A，情况如何？没有变化，实际输出还是0.471A。也就是说，在当前状态下，DP831A只需要提供0.471A的电流对手机进行充电。怀疑我的NOTE2手机有问题？那就换了一个小米手机同样试试，发现测试结果十分相似，都小于0.5A。

使用DP831A直流电源进行手机充电测试的结果跟我上面用DM3068数字万用表进行测试的结果很类似，虽然具体电流值有所不同，但相似的地方是：实测的电流值都远远小于充电设备的最大输出电流值。

                     图8：使用RIGOL的DP831A测量充电电流

以上我们分别使用了数字万用表和带有测量功能的数字化直流电源对手机的充电电流进行了测试。方法不同，但测试结果都出乎意料。如本文开头所说：看似是一件简单的事情，真的就那么简单吗？当然，不排除读者当中有高手，也许早已看出其中的端倪了。

您看出什么了吗？如果没有，且听下篇分解。

智能手机的智能充电（2）：

http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3031370.HTM

智能手机的智能充电（3）：

http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3031537.HTM

我的 EDNChina JIGONG的博客 微测 的所有文章：

http://bbs.ednchina.com/BLOG_JIGONG_2004572.HTM?source=ednc_topnav

 注：转载本人文章请注明出处：EDNChina JIGONG的博客 微测