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实验目的 手机的电池最佳充电温度范围在20~35℃,和无线充电的便捷性,让其大行其道。但是当前无线充电的效率还远比不上有线充电,无线充电器的发射部件和手机的接收部件发热都比较明显。这次实验就是看看不同的无线充电功率下,对电池温度的影响,看能不能尽量控制在35℃以下。 实验方法及器材测试的是羽博品牌型号为D1的无线充电器。
黑色圆饼外观,输入5V2A,5W的无线充电功率。
对小米14手机连续充电半小时,在第0、1、2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30分钟记录充电器底座、手机电池的温升。充电器底座的温度由优利德UT60BT万用表使用热电偶探头贴在无线充电器底座上测得。
手机电池温度在安装在手机中的Accubattery Pro电池管理AP中读取。
三者测温误差如下图。
手机带一个普通的磁吸保护壳。
手机有线充电模式选择标准。
自然冷却有线4A充电首先进行的是小米14有线充电裸机温升测试,裸机,充电电流4079mA。对应18W的有线快充。记录温升曲线,作为无线充电温升的参考。
手机电池电量从约10%开始充电。30分钟后温升8.4℃。
自然冷却无线1A充电对应5W的无线充电输出功率,充电电流约1A。
在裸机充电过程中,无线充电器从电源汲取的平均功率6.82W。
电压稳定在5.22V,电流在1.26~1.34A之间波动。
手机电池电量从20%开始充电。下图中白色曲线为带保护壳的1A无线充电温升曲线,最高到达7.8℃,已经接近4A有线充电的温升,可见该无线充电器发热比较严重。
带壳情况下,手机屏幕表面中间温度33.1℃(校准后32.9℃),校准后温升6.1℃。最热点在左上角33.5℃(校准后33.3℃)校准后温升6.5℃,是CPU所在。
无线充电器正面线圈区域发热比较明显,温度40.2℃(校准后39.7℃),校准后温升12.9℃。最热的地方在靠近电源插口处,温度45.2℃(校准后44.7℃),校准后温升17.9℃。发热比较严重,摸上去有点烫手。
待机功耗USB供电5V电压下待机平均功耗0.165W,每年耗电不到2度电。
电能转换效率进行5分钟的1A充电,电池的平均充电电流923mA。
与此同时,手机消耗电流28.9mA。
6分钟充电过程一半时,电池端电压3844mV,则充电平均功率为3.70W。
无线充电器汲取的平均功率为6.824W,USB线电阻300mΩ,损耗507mW,则总效率为58.5%,效率比较低。
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