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USB充電器の特性測定

 このあいだ新幹線に乗った時に、足元のACコンセントに2ポートのUSB充電器を挿して、連れと二人でスマホ(iPhone6)とタブレット(nexus7-2012)を充電しながら使いました。電源の心配しないで使えるのはいいのですが、たまに充電が止まることがありました。

 その時使ったのはプラネックスコミュニケーションのPL-WUCHG03というチャージャーで容量は5V/2Aです。これはかなり昔に秋葉原で買ったのですが、今でもAmazonで売っています。

▼PL-WUCHG03
PL-WCHER03

 後で考えるとスマホは0.8Aくらい、タブレットも1.5Aくらい流れることがあるので、このチャージャーでは容量不足でした。

 ということで、充電が時々止まる原因はなんとなく判りました。でも本当の実力はどうなのか、気になったので特性を測定してみました。以前にカーUSBチャージャーの特性測定をやりましたが、今回はAC電源USBチャージャーの測定編ということになります。

▼測定風景
測定風景
 測定用のコネクタのパッドにV時型に曲げたクズ線をハンダ付けし、電流と電圧のパスを分離して測定しています。手前は自作の電子負荷です。

 ミノムシクリップが沢山付いていますが、電流と電圧のパスを分けているので接触抵抗による測定誤差は発生しないはずです。なお、電圧は普通のテスターで、電流はDMM(アドバンテストTR6846)で測定。電圧のリップルはオシロ(テクトロ2645B、BW20MHzに制限)で測定しました。

▼特性
PL-WUCHRG03

 最大電流は2.5Aで、リップルは75mVで悪くありません。最大電流を越えると出力を遮断/復旧を繰り返す動作になりました。安全性の点ではこれでいいと思います。でも、出力の遮断/復旧を繰り返すとスマホからその都度通知が出たりすることもあるので、うっとおしいかも知れません。

 最近のスマホは供給電圧が下がると充電電流を絞る機能が付いていると思うので、4.8Vくらいまで電圧を徐々に下げる動作にしておくと、無駄なアラームが出ないので具合がいいかも知れません。

 ということで、これを新幹線で使ったときの状況が再現できました。結論は、仕様を越えた状態で使った私が悪い!ということです。

 ついでなので手持ちのUSBチャージャーを測定してみました。

▼nexus7(2012)添付のチャージャー
nexus7(2012)のチャージャー
 マーキングでは出力5V/2Aで、Type B10LFとなっています。

 特性
nexus7 チャージャー
 これはすばらしい。2.5Aまで流すことが出来て、リップルは25mVです。流石にASUSが作っただけのことはあります。

▼iPhone純正の充電器
iPhone純正チャージャー
 Model No. A1385で、仕様は5V/1Aです。

 測定結果
iPhoneチャージャー
 1.1A程度まで出力可能でした。1A以下のリップルは15mV以下で極めて優秀な値です。オーディオプレイヤーとして使われることも多いのでこれくらいローノイズにしてあるんでしょうか。

▼ハワイのスーパーマーケットで買った充電器
USのスーパーで買ったチャージャー
 仕様は5V/1Aです。カーシガーソケットUSBチャージャーとセットで販売されていて$10でした。

 測定結果
USスーパー
 仕様通りに1Aは出ますが、リップルがとんでもない値。(このグラフだけリップルの縦軸を一目盛り500mVにしています) 1A流すとリップルは1Vもあります。これはだめです。

 リップル波形
USスーパーのリップル
 これは出力に1A流した状態です。スイッチングに伴うヒゲ状のリップルに加え、AC電源と同期した電圧の落ち込みがあります。これはスマホなどには接続したくないです。せいぜいLEDライトか扇風機くらいしか接続したくないです。

 ということであれこれ測定してみました。実際に測定すると性能が定量的に判って面白いです。

 なお、リップルは負荷に接続した機器でもっと平滑化されると思うので、実質的にはもっと小さな値になるものと思われます。

 それと、合計出力2Aの2ポートのUSB充電器があれば無敵と思っていたのですが、最近の機器には全然容量不足でした。こういうことを自覚できたのが最大の収穫です。

 各ポートで2A以上出るUSB充電器を買うか、単純にAC電源を二又コンセントで分けて使うのが良さそうです。
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多リップル品

アレを買ったモノです

同じ様に手元にあるモノを確認してみました
docomo acアダプタ04
jk69wh
simplism(型番不明)
他リンゴマーク付でニセモノがるかと期待?したのですが
特に問題なしでした

で、多リップル品だったのがsimplismとロゴのある品物
規格上は5v1000mAで
0.8Aを超えると脈打ち始め、あららという感じ
(ちょっと喜んでる)

iPhoneをコレにつなぐとタッチが効かないと
家人からクレームがあったのですが原因はコレですね

実際波形を見ると使いたくなくなります
やはり確認するって重要ですね

re:多リップル品

ただの通りすがりさん、今晩は。
リップルの大きいモノありましたか。やはりあるんですね。

あと、教えて頂いたアレに影響されて、

アレに付いているセンサーとたぶん同じ物がAliexpressで6ドルくらいだったので注文しました。というか、QC2.0対応のUSB電源チェッカーなのですが、届いたら記事にしますね。

それと、この電子負荷にファンを付けたりしてますが、それもアレを教えていただいたおかげです。

当てました

ご返事ありがとうございます

多リップル品見事当てました(爆)
ただでさえリップル多いのに
さらにブンブン振れます

usbチェッカー、一緒に買いました(笑)
送料をなくそうと5千円丁度を狙って・・あちらの思うツボですね
便利なLCDモジュールがあるなと思ったら、そうですよね
USB電圧電流モニターがあるんだから、その中身を流用すればカンタンですよね、しかも安い

あのショップでは色々工作もしているようで
http://mstart.private.coocan.jp/dream/index.html
PWMコントローラとセメント抵抗で電子負荷を作ったりしてます
電子機器の負荷代わりとしてはこちらが近いのかなとも思ったりします
ま、電流値をどう取るかというのが問題ですよね

新たな記事楽しみにしています(^-^)/

re:当てました

ただの通りすがりさん、情報ありがとうございます。
面白いショップがあるんですね、全然知りませんでした。

電力消費は抵抗にやらせて、PWMで負荷の重さを変えるとは。うーん、その手があったかと、感心しました。
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