ESR无线充电器性能及温升测试

西山云舞 · 发表于昨天 23:31

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ESR亿色ESR 亿色HaloLock mini无线充电器。

银色的铝合金外壳质感细腻，背后有一条可折叠支腿，使用USB-C接口。

支持MagSafe，可以吸在手机背面，充当支架。

输入5V3A、9V2A，实际上能协商出12V，支持15W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6.33W。

电流稳定在1.2A，电压从5.21vV逐渐上升到5.23V。

手机电池电量从约20%开始充电。下图中灰色曲线为裸机的温升曲线，最高温升到达8.9℃，比4A有线充电还高。

自然冷却无线2A充电

对应10W的无线充电输出功率，充电电流约2A。

平放状态下，开始电流稳定在1.14A，电压从11.83V逐渐下降到11.81V；20分钟后，手机过热限流，电流下降到0.8A左右。立放状态散热稍好，功率基本没有下降。

手机电池电量从约20%开始充电。下图中蓝色曲线为平放状态的温升曲线，20分钟后充电功率下降，温升变缓，最高到达17.6℃；绿色曲线为立放状态的温升曲线，最终到达16.3℃。

立放情况下，手机屏幕表面中间温度39.6℃（校准后39.2℃），校准后温升12.0℃。最热点在右上角40.0℃（校准后39.6℃）校准后温升12.4℃，是CPU所在。

无线充电器最热的地方在背后中间，温度高达50.3℃（校准后50.0℃），校准后温升22.7℃。

小结

把全部温升曲线绘制在一个图表中，可见在26℃空调环境下，18W的有线快充、10W无线充电，小米14手机的电池温度都在35℃以下。但更高功率的无线充电，即使有风冷加持，电池温度也有可能逼近40℃，对电池的寿命会有一定的影响。如果是比较悠闲的情形下，我会选择把几个5W的无线充电器，放在经常活动的地方，手机不用的时候，随时随地放下充一充。既方便，又能达到电池浅充浅放，有效延长手机电池的寿命。

待机功耗

USB供电5V电压下待机平均功耗0.176W，每年耗电不到2度电。

如果插在支持PD的充电头上，它空载的时候不会自动协商到5V，而是协商到9V，导致空载功率上升到0.27W。

电能转换效率

进行6分钟的1A充电，电池的平均充电电流968mA。

与此同时，手机消耗28.9mA，共996.9mA。

6分钟充电过程一半时，电池端电压3780mV，则充电平均功率为3.77W。

无线充电器汲取的平均功率为6.45W，USB线电阻80mΩ，损耗0.12W，则总效率为59.6%，偏低。

进行6分钟的2A充电，电池的平均充电电流2003mA。

与此同时，手机消耗28.9mA，共2031.9mA。

6分钟充电过程一半时，电池端电压3874mV，则充电平均功率为7.87W。

无线充电器汲取的平均功率为13.70W，USB线电阻80mΩ，损耗0.11W，则总效率为57.9%，比较低。