【指南】無線充電運作原理?用起來安全嗎?充電速度說明

無線充電已經成為當前主流充電方式之一,包括 Samsung 及 Apple 等大廠都已經在手機、智能手錶、無線耳機等裝置大量使用無線充電技術,相比過去使用電線充電方式更為快速簡單。不過許多人尚未用到無線充電的好處,大多是因為不了解的疑慮,現在就來為大家解釋其運作原理,以及根據不同需要推薦適合款式。 無線充電分為兩種類型 說到無線充電的技術發展,我們可以簡單分為兩大技術類型 – 感應式與共振式充電。其中共振式只需限定距離內互相靠近,不必要有所接觸便能進行充電。 而基於商業策略、成本考量及技術因素,目前是以感應式充電為主流,也就是大家日常看到的,需要裝置與無線充電器接觸或貼和,且內部充電線圈必須互相對齊的方式。 感應式充電是利用電磁感應原理,當無線充電器感測到範圍內有相容充電裝置線圈時,發射線圈內的電子 (電力) 會開始在線圈中環繞流動,進而產生磁場,而接收線圈也會同步感應到這個磁場,令線圈內的電子開始環繞流動,所產生的電流就是為智能裝置電池充電的電力。 無線充電安全嗎? 根據上述原理,可以知道無線充電要在特定情況下才會被啟動,在充電時則是針對手機、手錶等裝置內的接收器線圈進行感應,而且磁場範圍相當小,只要稍有一點距離便會停止充電,整個充電程序中所發出的微量輻射比連線流動網絡的手機還少。 此外無線充電也遵循物理定律,與火牛、流動電池一樣,當充電時都會因轉換過程,以發熱的形式流失少部分電力,進而產生一定熱量。目前市面上通過制式及區域標準的無線充電器都帶有多項保護機制,例如放置鑰匙或硬幣等金屬物品時,異物偵測器會令其停止充電並發出燈光或聲音提醒。 認明 Qi 無線充電制式 大家經常看到的 Qi 無線充電,是兩項技術發展逐漸統合的結果,這個由 Wireless Power Consortium 聯盟所制定的無線充電制式,目前有包括 Apple、Samsung、Philips 和 Belkin 等超過 200 間領導企業支持。也就是說,大家只要認明帶有 Qi...

【開箱評測】$218 的 M2K 37W 4位 GaN PD3.0/QC4+ (夾充)迷你充電器

【有奬遊戲】送 M2K PDQC (30.5W) T蘇 – 白色

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這次開箱測試的 USB 充電器是M2K 37W 4位 GaN PD3.0/QC4+ 迷你充電器(官方稱之為「夾充」)。Techritual.com 這個全新的充電器欄目將為大家進行各類型的充電器測試,希望能夠覆蓋香港有售的大部份充電器,並為大家作出明智的推介。

產品規格

品牌:M2K
產品名字:37W 4位 GaN PD3.0/QC4+ (夾充)迷你充電器
插頭(公):英式 13A
插頭(母):USB-A x 3 / USB Type C x 1
支援充電標準:PD3.0 / QC3.0 / QC4+ / PPS / FCP
單插頭最高輸出:37W
USB-C 最高輸出:25W
USB-A 最高輸出:18W
總輸出:37W
適合使用裝置: iPad / iPhone / Android 手機
尺寸:未有注明
重量:未有注明
售價:HK$218

外觀

M2K 37W 4位 GaN PD3.0/QC4+ (夾充) 迷你充電器 在手上的是紫色版本,但它同時也有推出白色與黑色版本。長方形設計的上方是插頭,右方是標誌,寫上 Mini USB Fast Charger 與 GaN 37W PD/QC 字眼。

白色版本
黑色版本

M2K 37W 4位 GaN PD3.0/QC4+ (夾充)迷你充電器與一般的充電器在配件上有點不同,除了火牛外,也有一個金屬磁貼,與一個三腳型的夾,配合其「夾充」的設計。值得一提的是這個充電器的底下有一個磁吸能力,主要是配合兩個獨特水平。

我們使用桌面展示這個「夾充」的效果,它主要的設計概念估計就像我們示範那樣,讓我們夾在桌面邊,或者是其他類似的產品上,但如何把收納線收起來估計是大家需要思考的事宜。




插頭的位置全部在較窄的表面上,上方為 1 個 USB Type C,標示支援 PD3.0 20W;下方為 1 個 USB-A,標示支援 QC3.0 18W 及 2 個 USB-A。

產品底部並沒有注明各個插頭的輸出,只有寫上 Input:22V DC 1.62A 及 Output:37W Max。

參考包裝後方的印刷,
USB Type C 支援 PD3.0 / PPS 標準;支援 5V 3A / 9V 2.77A / 12V 20.8A;提供 25W 輸出。
USB-A 第一個則支援 QC3.0;支援 3.6-6V 3A / 6.2-9V 2A / 9.2-12V 1.5A;提供最大 18W 輸出。至於另外兩個 USB-A 則支援 5V 2.4A。

根據包裝說明,此產品已取得《香港機電工程署》認可,獲核證團體簽發的產品安全合格證書。


檢測充電標準

現時的充電標準主要是 Qualcomm 主導的 Quick Charge QC3.0 / QC4+ / QC5 與 USB-PD 的 PD3.0 與 PD3.1。另外還有華為的充電協議,分別是 18W 的 FCP 與最高支援 66W 的 SCP;而 oppo、OnePlus 等則是 VOOC 協議,最高支援 65W,至於 MTK 也有一個不流行的充電協議名為 PE。插頭包括:USB-A 與 USB Type C。

我們進行的測試以 Apple MacBook Pro 13吋、Samsung、小米 Android 手機或 iPhone 等終端產品進行,呈現的數據以真實情況出發,受終端產品內置晶片控電、溫度發熱或 PPS 等多種不同因素影響,與實驗室內或專業控電儀器所進行的測試會有些微差異,但並不影響一般使用者在真實使用環境效果。

採用 POWER-Z 器材檢測 USB-C 充電標準,可見支援 PD3.0 25W、PPS、QC4。
固定支援 5V 3A / 9V 2.77A / 12V 20.8A / PPS 3.3-5.9V 3A / 3.3-11V 2.25A。


充電原理

在以下的充電測試前,我們必需先簡單說明充電原理,充電在乎三個數據 伏特(V)安培(A)瓦特(W),我們日常充電所需的是「瓦特(W)」。

公式是:
伏特(V)x 安培(A)= 瓦特(W)
電壓(V)x 電流(A)= 瓦特(W)

充電速度快慢在乎充電器能夠輸出的瓦特(W)有多大,方法有三種,一是提昇電壓(V),二是提升電流(A),或者第三種方案是兩者都提昇。在大部份的充電協議中,都是採用提昇電壓(V)方式,搭配固定 3A 或 5A 的電流提升充電速度。例如 USB-PD 3.1 協議就是在原有的 20V 上增加 28V、36V 及 48V 以達到 140W、180W 與 240W 的充電速度。

QC / PD 快充最高速度

以下列出 Qualcomm Quick Charge(QC)/ Power Delivery(PD)快速充電的最高速度

標準最大電壓(V)/電流(A)最大功率(W)
QC 1.05V / 2A10W
QC 2.012V / 3A36W
QC 3.020V / 4.6A36W
QC 4 / 4+20V / 5A100W
QC 520V / 5A100W+
標準最大電壓(V)/電流(A)最大功率(W)
USB PD 2.020V / 5A100W
USB PD 3.020V / 5A100W
USB PD 3.148V / 5A240W

回到現實世界多一點,以一顆 4500mAh 電池為例,從 0%-100%,不同的 W 數約需要以下的時間才能充滿:
18W 約需要 2 小時
33W 約需要 1 小時
65W 約需要 45 分鐘
120W 約需要 15 分鐘

雖然以往有 18W 或 20W 充電速度會被稱為「快充」,但在普遍充電器都能輕易做 18W 或 20W 的情況下。18W / 20W 已經是充電的低標,沒有達到 30W 以上的在 2022年就很難達到實際生活環境感受下的「快充」了。

GaN 充電器原理,與傳統的最大優點就是「小」「減熱」

我們日常使用的充電器幾乎都是採用開關式控制頻率的「開關式充電器」,原理是把我們的英式三腳插的 220V 50Hz 交流電(AC),轉換成直流電(DC)為我們手機進行充電。為了做到提昇電壓,充電器內除了變壓器外,也有電容、調節頻率的「開關」等等。

以往的「開關」是硅等材料,大概能做到 100KHz,而採用新的「GaN」材料,則可以提昇至 250K~1000KHz。由於「GaN」能夠使用更高的頻率,所以在提昇電壓上可以使用相萟較小的變壓器。由於變壓器縮小,隨之帶來的熱也減少。因此,在相同輸出功率(W)的情況下,GaN 充電器的體積較小,產生的熱量也較少。

雖然如此,但並非所有 GaN 充電器的體積都一定小,因為體積小與否還要視乎充電器內其他元件,例如 PCB 底板、變壓器、電容、散熱元件、輸出充電插頭與成本等等等。謹記:GaN 可以讓充電器變小,但不一定能小很多,不使用 GaN 充電器,使用傳統採用硅材料的開關充電器也可。

充電測試

如上所述,充電測試採用不同終端產品搭配具屏幕顯示充電效率的線材(有四捨五入情況,但影響不大)進行,目的是測試在不同插頭輸出的情況下,各個插頭提供的充電 W 數是多少,並非以實驗室專業設備的控電設備作測試。

連接:USB-C:充電器 – 最高 24.5W

連接:USB-A:充電器 – 最高 17W
連接:USB-A:手機 -最高 7.4W

連接:USB-C:充電器 -最高 17W
連接:USB-A:手機 -最高 8W
連接:USB-A:手機 -最高 4W

連接:USB-C:充電器 -最高 10W
連接:USB-A:手機 -最高 5W
連接:USB-A:手機 -最高 6W
連接:USB-A:手機 -最高 7W

M2K 37W 4位 GaN PD3.0/QC4+ (夾充)迷你充電器評價:好用嗎?

MacBook Air / Pro 推介嗎?不太適合

作為一個總輸出 37W 的旅行充電轉插,如果你用來連接電腦或 MacBook Pro 進行充電的話,那不會太適合。

iPad 推介:新款的 iPad 不適合使用

由於此充電器 USB-A 總輸出不超過 20W,在實際使用情況下,除了一些舊型的 iPad 可以用到 20W 充電外,其他幾乎不可能。而且你需要留意,你必須使用 USB Type-C 插頭充電才有效,也不能同時插上 USB-A,不然幾乎無法充電。

以下型號不適合使用(建議使用 USB-C 單獨供電):
iPad Pro(12.9吋 / 3-5代)
iPad Pro(11吋 / 1-3代)
iPad Pro(10.5吋 / 1代)
iPad Air(4-5代)
iPad(7-9代)
iPad mini(6代)
iPhone (iPhone 14)
– 建議最少供電 30W

iPhone 推介:可為 MacBook 或 iPad 充電同時,單獨使用 USB-A 充電

iPhone 11 以後的所有 iPhone 手機,包括最新的 iPhone 14,最好還是直接使用 USB-C 充電,這樣才能發揮 iPhone PD Type C 充電的 20W 充電速度。

若旅行在外本身也需要充 MacBook 或 iPad 或的話,那麼 iPhone 13 系列或以下型號有需要也可單獨使用 USB-A 連接 Lightning 插頭為 iPhone 充電,但最多只能獲 18W 充電速度,若同時連接 Apple Watch 充電則只能分到約 7W 充電速度。

以下型號適合使用:
iPad Pro(12.9吋 1-2代)
iPad Pro(9.7吋-10.5吋)
iPad Air(1-3代)
iPad(5-9代)
iPad mini(1-5代)
iPhone(iPhone 5-13)
Apple Watch(1-7 / SE)
– 建議最少供電 12W

Samsung / 小米 Android 手機:建議使用 USB-C 充電

Android 手機由於快充支援制式較多,無法一一說明,但基於 M2K 37W 4位 GaN PD3.0/QC4+ (夾充)迷你充電器其 USB-A 僅支援 QC3.0 最高 18W 速度。

若使用旗艦級手機建議使用 USB Type-C 充電,以享受更快達 30W 或以上的充電速度,特別是手機不少均支援 USB-PD PPS 功能將能有效控制手機發熱情況,延長手機電池壽命。

一句總結:

辦公室隨手充好選擇,即使充電高功率不算,但如果是辦公室桌面空間有限,電源在枱下,這個會是好選擇的充電器。

查詢:anlander.com 好貨加
更多詳細的充電器開箱評價,請觀看:USB 充電器 系列

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