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zenpowermax拆解 結構復雜

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-09-06 11:24 ? 次閱讀

產品主要特點:

1.電池容量高達26800mAh/96Wh(等效),儲存滿滿電力;

2.Type-C接口可以對筆記型電腦充電,也可對支援USB-PD(Power Delivery)的Type-C裝置進行充電;

3.支持Qualcomm Quick Charge 2.0的雙組USB快充輸出接口,可同時輸出18W 18W功率;

4.快速充電,搭配隨附的33W (19V/1.75A)充電器,可在5.5小時內將行動電源完全充滿電;

5.高亮度LED照明燈,于電池滿電狀態下可以提供連續12天的照明時間;

6.搭載華碩PowerSafe及JEITA保護技術,可以避免高低溫下電池充電能量過高及充電器過載使用,充份保障安全;

7.本體通過5000次USB插拔測試、80公分墜落測試、攝氏70度及零下40度的高低溫環境耐受測試。

產品規格

1.輸入:19V/1.75A;

2.輸出1與2(USB-A):5V/2.4A、9V/2A、12V/1.5A;

3.輸出3(USB-PD Type-C):5V/3A、9V/3A、12V/3A、20V/3A;

4.輸出功率:最大總和60W;

5.額定電容量:5V/15100mAh、9V/8900mAh、12V/6700mAh、20V/3910mAh;

6.電池容量:14.4V 6700mAh/96Wh;

7.具備溫度、短路、輸入過壓、輸出過壓、輸入防反、過充過放、輸出過流、電池PTC、JEITA、Reset等十大保護。

外盒包裝正面有銀色版本實體照片及華碩ZenPower Max 26800字樣,背面有產品條碼、規格說明、安規認證標志,還有華碩官方網站及ZenTalk討論區連結QR Code。

外盒包裝側面,其中一面把DUAL PORT/LED/NOTEBOOK QUICK CHARGE/26800主要特色字體放大,另一面為更大的26800數字。

外盒包裝頂部有華碩商標,底部有包裝內產品顏色標示,共有銀/黑兩種顏色可選。

ZenPower Max附上一個質感良好的配件包,方便旅行攜帶。

打開配件包,行動電源與所有配件都放置在裡面。

配件包上蓋有網狀夾層袋,裡面裝了使用手冊及保證卡。

所有物品一覽,有行動電源本體、專用33W(19V/1.75A)充電器、Type-C轉DC頭連接線、Type-C對Type-C連接線、USB-A對Micro USB連接線、可更換的四種不同口徑DC頭

出貨時行動電源本體頂部插槽有華碩ZenPower字樣黑色貼紙蓋住。

將貼紙撕開,就可以看到兩個USB-A插座(輸出1/2)、一個Type-C USB-PD插座(輸出3)、一個圓孔DC插座(充電輸入)。

頂部黑色面板有螺旋狀圓弧紋路裝飾。

金屬筒狀外殼邊緣處略高于黑色面板,邊緣處并未有倒角加工,不過也沒有明顯刮手感覺。

圓形電源開關按鈕開孔周圍有倒角加工,按鈕本體略為凹陷,可避免誤觸,下方直式排列四個白光電量指示燈,按下按鈕后就會依照電池電量點亮對應數目的指示燈ZenPower Max要按下開關才會啟動輸出,啟動時沒有連接的輸出接口不會供電,開機后插上也同樣不供電,需要再按一次電源開關才會啟動輸出,使用中若拔除所有連接的裝置,則行動電源五秒后會自動關閉電源

淺褐色華碩品牌商標在黑色金屬筒狀外殼上較不明顯。

與之前行動電源產品不同,ZenPower Max的照明LED製作在底部,與插座處分開,即使有線路連接下也不影響照明,可像一支手電筒般握持與使用底面也標示產品的容量、型號、輸出入規格、認證標章等資訊。

本體長寬為4.2公分,高度則高達22.2公分,重量為570克。

電源無論是開啟或關閉下,長按電源開關可以開啟或關閉照明LED。

內置LED照明燈有兩段亮度可以切換,手電筒開啟后快速連按兩下電源開關可切換強光與弱光。

ZenPower Max的LED照明燈(右)與上一款ZenPower Ultra的LED照明燈(左)亮度比較(均在最亮檔位)。

外觀與上一款ZenPower Ultra比較起來,ZenPower Max更顯瘦高。

內附線材,有一條USB-A轉Micro USB的連接線、一條兩端均為Type-C的連接線、一條Type-C轉DC頭連接線與四個可更換式DC頭。

附上3/4/4.5/5.5四種可更換的不同口徑DC插頭,可依照筆電/裝置的DC座來選擇適用的DC頭,不使用時可以插在塑膠固定板上若是DC座比較特殊的筆電/裝置(例如方形頭),需要自行準備可以相容的連接頭。

ZenPower Max只能使用隨附的充電器進行充電(或其他接頭相同的19V電源供應器),無法透過USB進行充電。

輸出入規格等資訊用雷射刻印在充電器側邊外殼,採國際電壓100-240V交流輸入,19V 1.75A直流輸出,轉換效率等級為Class 6,并通過BSMI檢驗,產地為中國。

使用隨附充電器對ZenPower Max進行充電,約5.5小時可將行動電源完全充滿,ZenPower Max無法邊充邊用,若在充電中啟動輸出的話,會自動中止充電,待輸出拔除后,才會繼續充電。

充電電壓電流曲線圖,紅線為電壓,綠線為電流,從曲線圖可以發現充電過程中會有短暫關閉充電(電流下降接近0)再打開的設計,從圖表時間軸來看,整個充電程序約在4個小時內就可完成。

兩組USB-A輸出接口輸出5V/9V/12V空載電壓,因為各接口採獨立轉換電路設計,所以輸出電壓會略有差異。

兩組USB-A輸出接口對Apple iPad2(上)及LG G2(下)的充電電流,均可自動辨識并以原廠充電器速度進行充電。

兩組USB-A輸出接口對支援QC 2.0快充的裝置進行充電,同樣可正常申請高于5V的電壓輸出。

USB-A輸出接口5V負載測試圖,輸出電壓隨電流增加緩慢降低,當輸出電流超過2.6A時便會截止輸出,具備過電流保護。

USB-A輸出接口9V負載測試圖,輸出電壓隨電流增加緩慢降低,當輸出電流超過2.2A時便會截止輸出,具備過電流保護。

USB-A輸出接口12V負載測試圖,輸出電壓隨電流增加緩慢降低,當輸出電流超過1.7A時便會截止輸出,具備過電流保護。

華碩ZenPower Max的Type-C支援USB-PD(Power Delivery),也就是具備供電能力,最大可支援至Profile 4,5V/9V/12V/20V 3A,總功率達60W的輸出能力透過隨附雙頭Type-C連接線接上LG 360 CAM,可以正常進行充電(360 CAM紅燈點亮表示正在充電)。

華碩ZenPower Max透過隨附Type-C連接線直接對接小米10000mAh高配版進行充電。

但是因為LG360CAM與小米高配版的Type-C并無內建USB-PD的通訊協定晶片,所以只能以標準Profile 1模式(5V/2A 10W)進行充電,此時實際進入裝置的電壓僅有5V要使用9V/12V/20V更高電力需求,必須要連接具備USB-PD協定介面晶片的裝置(例如平板、筆電、集線器、擴充Dock等),經過通訊后才會輸出更高的電力。

對于不是採Type-C的筆電或其他裝置,連接隨附的Type-C轉DC頭輸出線,行動電源按下開關后就會直接輸出20V的電壓,當ZenPower Max于輸出20V模式下,會依照輸出電流的高低而選擇關閉輸出1或輸出2(輸出1A至2A)或是1與2均關閉(輸出2A以上)。

Type-C輸出接口20V負載測試圖,輸出電壓隨電流增加緩慢降低,當輸出電流超過3.6A時便會截止輸出,具備過電流保護,最大輸出功率亦限制在70W以內。

5V/9V/12V/20V于各電流輸出下可用mAh及可用Wh數據表,雖然電池容量標示為26800mAh,但電池組實際上是14.4V 6700mAh,電池Wh為96.48Wh,符合可攜帶上飛機的標準(小于100Wh),表現最好的是12V 1A,有92%可用Wh,其他輸出均維持在82~91%可用Wh區間。額定電容量部分,5V輸出均高于標示的5V/15100mAh、9V輸出均高于標示的9.V/8900mAh、12V輸出均高于標示的12V/6700mAh,20V輸出均高于標示的20V/3910mAh。

5V輸出下1A至2A的放電電壓與放電時間圖表。

9V輸出下1A至2A的放電電壓與放電時間圖表。

12V輸出下1A至1.5A的放電電壓與放電時間圖表。

20V輸出下1A至3A的放電電壓與放電時間圖表。

內部結構圖,本體筒狀外殼上下端均有使用螺絲鎖住的塑膠框架本體及LED照明燈座,裝飾面板及電源開關按鈕使用雙面膠固定。

本體筒狀外殼為鋁合金製作,內部三支強化肋條前后端螺絲鎖孔處有點上螺絲膠。

電池佔了整體長度的2/3,為2x2x2排列,數量總共有8顆。

松下NCR18650BF 3350mAh紅皮18650鋰電池,採用4S2P(四串二并)方式組成14.4V/6700mAh的電池組,電池相接處使用絕緣膠帶及海綿加強,避免電池組在金屬筒身外殼內晃動摩擦,末端處也有絕緣貼片蓋住電池電極。

指示燈處貼有膠帶,可避免光源過于刺眼。

塑膠框架用來固定并隔開電路板及電池,避免受到撞擊時電池向前擠壓電路板造成短路。

內部電路板採用三片相疊結構,底部為電池充電/電池保護/Type-C放電電路,中間為微控制器/USB-A放電電路,頂部為指示燈/開關,三片電路板彼此使用排針及插座互相連結

換個角度看三片電路板的堆疊關系。

電池充電/電池保護/Type-C放電電路,上面元件介紹如下:

(1)紅色框為TI德儀TPS54521降壓DC/DC轉換IC,用來提供Type-C輸出用5V/9V/12V電源;

(2)黃色框為TI德儀TPS43060同步升壓DC/DC控制器及其搭配的兩顆TI德儀CSD17505Q5A 30V/100A N通道功率晶體,用來提供Type-C輸出用20V電源,兩組電源轉換電路透過額外功率晶體進行切換來決定輸出;

(3)水藍色框為TI德儀BQ24770交換式電池充電控制器及其搭配的兩顆ON Semi安森美NTMFS4C024N 30V/78A N通道功率晶體,用來對內部電池組進行充電;

(4)深藍色框為TI BQ30Z55整合型鋰電池管理及保護IC,同時具備鋰電池平衡及德儀自家Impedance Track Gas Gauging電池電力量測技術,相較于一般採取電壓判斷電量的方式,此技術能更精確測量電池組的剩馀電力,延長電池使用時間,即使電池使用一段時間后內阻發生變化,仍可精確量測電池電量。BQ30Z55同時提供JEITA高低溫下電池充電保護功能;

(5)紫色框為USB-PD協定介面IC,用來與裝置(Device)端的USB-PD介面IC溝通,并供應適當的電力輸出。

與電池組相接的鎳帶使用耐熱絕緣膠帶包覆。

貼在電池外殼旁邊的小黑豆元件是電池溫度偵測用熱敏電阻

USB-A插座上方貼有兩塊導電泡棉,與筒狀外殼內部金屬裸露處互相接觸。

指示燈/開關電路板,指示燈之間的開孔對應塑膠框架,可以避免LED光線散射至相鄰的指示燈開孔。

微控制器/USB-A放電電路,主要元件如下:(1)紅色框為TI德儀TPS54340降壓DC/DC轉換IC,共有兩組,分別供應兩組USB-A輸出,搭配快充辨識IC,對支援QC 2.0的裝置可輸出5V/9V/12V的電壓,對Apple/Android裝置也可自動辨識并切換充電定義;(2)深藍色框為ABOV MC96F8316微控制器,是行動電源的控制中樞。

三組輸出接口均具備電流檢測電阻及開關用AON7405 30V/50A P通道功率晶體,當發生過電流時會截止其輸出,移除過電流負載后重新按壓電源開關便可恢復正常輸出,啟動電源時也只讓有插上負載的輸出接口供電,未使用的輸出接口將會斷電,節省不必要的電力浪費。

LED照明燈電路板。

總結來說,ZenPower Max應該歸類為具備筆電等級的充電電路/電量監測/平衡管理及保護系統,加上兩組支援QC 2.0的USB-A輸出及一組支援USB-PD Profile 4 60W Type-C輸出的含照明功能14.4V/6700mAh可攜帶式備援電池組,跟市面上的行動電源比起來,其結構算是復雜多了。

優點:

1.不只可以充USB/QC 2.0裝置,也可以充筆電或其他支援USB-PD的Type-C裝置,總輸出功率可達60W;

2.產品隨附旅行攜帶包,方便將所有配件帶著走;

3.超大電池容量,搭配精準電池電量偵測,完全發揮電池續航能力;

4.提供完整輸入/輸出保護功能、JEITA高低溫環境充電防護,讓使用更安全;5.安裝在底部的LED照明燈亮度足,能像手電筒般握持使用。

缺點:

1.充電需使用隨附充電器或其他相同接頭的19V輸出充電器/電源供應器;

2.瘦長狀本體有一定的體積與重量;

3.單價較高(官方零售價4990新臺幣,約合人民幣1050元)。

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