市场上多任务充电器类型琳琅满目,从移动电源至多孔充电器等充电法宝推陈出新,输入/输出分别从小至支持2 x USB到大至支援4x USB,部分移动电源甚至支持自带线或是交流电源输入。然而,当越来越多消费者选购此类型产品时,却时不时听闻充电过程中产品过热融化、烧毁和爆炸等至关生命及财产安全的消息,令消费者担心这些产品到底是否可以在无人注意的情况下放心使用;除此之外,对于通路跟品牌厂商而言,该如何应对与规避这些风险以提升市场销售?为此,百佳泰做为业界同时具备USB-IF认证和客制化验证专家的实验室,具有可程控的环境模拟实验室,且拥有与各大充电器品牌及制造商合作过大量的测试案例经验,将常见的产品设计及潜在应用风险列举如下:

您不可不知, Multi-port Power Bank & Charger的设计及潜在风险与解析

1.充电器的温控能力不足可能导致使用者烫伤或线材接口的熔毁

GaN技术充电器是充电器的新宠,优点为体积非常小巧轻便,缺点则是使用后摸起来温度略高,针对多孔充电器的产品,如何在其外观设计、温控及安全性做出平衡为一项重要考虑,且为产品稳定与安全中很重要的一环测试.百佳泰环境模拟实验室在设定23°C环境温度下进行了充电器的温度控制能力,包含测试充电器于长时间使用时的温度稳定性,确保其在正常操作范围内工作,并避免过热问题。

以下是针对某款GaN技术充电器,在环境温度为23°C的测试条件下,当充电器的所有端口都接满设备并进行充电时,外壳上的最高发热源量测温度如下:

根据医学研究,当温度45℃的物体只要直接接触皮肤30分钟以上,就可能出现发红及发痒的症状;温度如果达到50℃,只需要5分钟的接触时间,就有机率造成低温烫伤;一旦温度高达60°C~70°C,则应该避免直接接触物品;从百佳泰的测试数据可以得知此款产品在市面上不但有被消费者退货的风险,更可能造成消费者受伤害而有赔偿风险。

2.Share Power后的各自充电能力不足或是过大以及逻辑错误

百佳泰的使用者验证情境可以在充电器处于Share Power模式下,确保多个设备同时充电时,每项设备皆可获得足够的充电量,并同时也可验证充电器在分配电源时的逻辑转换,确保符合充电器本身设计的电力分配;此外,我们模拟使用者族群的设备进行兼容性验证,以确保充电器能够与各种不同操作系统的设备正确连接并提供稳定的充电。依据百佳泰顾问经验中,常见的问题如下:

A.充电能力不足或是整体输出超过设计规范

  • 部分充电器在进行Share Power后,部分充电孔位虽然在Charging Profile的宣告上有其充电功率,但实际接上设备后却量测不足,而进阶验证使用electical load且强行拉高至支持功率反而导致充电器进入OCP(Over Current Protect)
  • 充电能力过大,宣告并且支持了比预期过大的Charging Profile,原先产品默认最大功率100W的充电器,反而在Share Power后,全部的充电孔位加起来以支持到110W甚至更高

B.逻辑错误或是与使用说明书不同

  • 实际量测的功率与包装上标明的信息存在差异(数值与说明书相反),这可能意味着充电器在高负载状态下的充电能力没有达到使用者的预期
  • 智能分配的充电器反而导致不能充电,因在连接时会自动分配充电瓦数,在进行Share Power模式下,因逻辑条件设计不足导致不同组合(用户情境)下会有不正确的表现,例如我们测试某款充电器于组合3跟组合4的情境下,会产生对设备不充电的情况产生,消费者可能因此判断产品有问题而退货。
  • 组合1: HP ZBook 15M G7(充电)
  • 组合2: HP ZBook 15M G7(充电)+Apple iPhone 14(充电)
  • 组合3: HP ZBook 15M G7(不充电)+Samsung S22 Ultra(充电)
  • 组合4: HP ZBook 15M G7(不充电)+Apple iPad Air 10.9″_5th(M1)(充电)

3. 长时间供电稳定度监控(Full Loading & Stress)

现代人电子设备众多,可以说是每天都要对各项产品充电,百佳泰可以提供充电器长时间供电的监控测试,包括全负载和压力测试。透过测试可以确保充电器在长时间高负载情况下仍稳定运作,不会出现过热或其他性能问题。 于之前的测试案例中,我们连续执行50次的稳定度监控后,观察到有2次在放置充电一段时间后,连结的手机持续发出”充电”的提示音,经过RD团队分析后可能原因:

  • 部分设备充饱电之后,由于向充电器索取的电流变小,而导致Share Power逻辑改变
  • 由于电流过小低于充电器的设定值,因此充电器要关闭此充电孔位,但 由于充电触发机制,如此反反复覆;这个问题会让消费者感觉到困扰并影响使用者体验。

4.无预期断电造成产品功能异常

现实生活中,停电等因素可能会造成无预警的断电,产品本身电力忽然断开又复原,是否还能在这情况下正常回复运作?意外断开和重新连接的问题也是一大客诉案例,百佳泰也能模拟此情境,确保充电器能够快速且稳定地适应设备的连接状态变化,并保持连接的可靠性和充电效果。

于先前测试案例,曾发现过某款充电器发生无法正常回复运作的问题:

  • 两个的USB-C Port功率上限故障了,最高只能支持到18W(12V, 1.5A)
  • 一个USB-A Port完全无法充电,停止运作

发生此种问题后,即使移除充电器上所连接的设备,充电器还是无法恢复正常。除非插拔充电器进行断电重置,充电器才能恢复正常,对于没有技术背景的消费者而言,不仅影响使用体验,更可能直接造成退货并且影响再购入该品牌的意愿。

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以上分享我们从专业的测试手法搭配使用者情境模拟,从真实的实验数据找出各种用户情境下可能潜在的问题。百佳泰可以协助您节省时间成本、降低建置生态圈成本!百佳泰在充电测试领域具有专业经验,并拥有丰富的测试设备和自动化测试技术;合作服务客户包含充电芯片研发验证、产品功能验证、产品兼容性验证、客诉复制验证,藉由我们的专业顾问服务团队,可以让您的团队享受到更快速、更简便、更棒的服务体验,进而提升市场的销售。

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