如何选择USB负载

随着各种移动设备日益普及，以及相应的电源和移动电源大量采用标准USB接口进行连接，一类专门用于测试它们的电子负载也应运而生。
实际上，这类负载与普通电子负载有很多相似之处，但由于用途不同，可能会具备一些普通负载没有的功能；与此同时，它们也可能不具备“前辈”拥有的某些功能。

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它们最常用于：
1. 测试电源（充电器）的带载能力。
2. 评估移动电源的容量。

普通电子负载和USB负载的共同点是，两者都有功率级，通常由大功率晶体管、电流检测电路以及散热器组成，散热器往往还配有风扇。因此，许多USB负载的选购标准与普通电子负载相同，包括电流、电压和功率。


USB负载的关键特点就在于它们自带相应的接口，这也是选购时的标准之一。
有些型号的电路板上只安装了USB插座，因此需要通过标准USB线缆连接电源。通常至少会配备两种接口：MicroUSB和USB Type-C，但有时也会遇到已经逐渐淘汰的MiniUSB。
第二种连接方式是在电路板上安装USB-A插头，这样负载就可以直接插到电源上。


如果你使用ZKEtech的设备，可以另外购买USB适配器。这款适配器的接口种类不算丰富，但有两个关键特点：
四线连接
支持在监测模式下测量电流，也就是说，可以监测其他负载消耗的电流，例如智能手机。


如果你看中某款负载，但它没有合适的接口，也不用担心，因为有专用转接板可用。它们既可以整块使用，也可以拆分成多个部分，方便灵活使用。


另一个重要因素是，电子负载是否支持控制现代快充协议，例如Quick Charge和Power Delivery。这项功能并不常见，尤其是Power Delivery。不过，即使遇到这种情况，也有解决办法，例如使用一个接口连接USB测试仪或协议切换触发器。前者更合适一些，当然价格也更高。


此外，测试仪或协议触发器也可以串联在负载输入端。


最后一个决定性因素是功率。
对于大多数日常用途，10-35 W就足够了。如果需要一台能够测试目前所有USB电源的设备，功率就要达到100 W。对于Power Delivery协议来说，这已经是最大功率；但如果想买一台“留有余量”的设备，最好考虑功率更高的型号，比如150-180 W甚至更高。

最简单、在某种程度上也最合适的选择，是电阻负载。 当然，这种负载无法平滑调节电流，指示也只有两个LED，不过即便如此，既可以用来测试USB充电器，也可以用来估算充电宝的容量。
前一种用法可以直接使用负载，通过切换电流档位进行测试；后一种大概需要配合USB测试仪，至少也得用个秒表。
缺点是没有恒流功能（电流会随电压变化），测试电压最高只有5 V（电压再高就会过热），也没有任何辅助功能。
优点就是价格便宜。

负载可以用几个电阻自己制作，不过直接看看现成产品更省事。下面介绍两种，它们的电流范围和调节步进不同，第一种有1、2和3 A三个档位，第二种可以在0.25到4 A之间以0.25 A为步进调节。两种产品标注的电流值均对应5 V电压。


电流为4 A、电压为5 V时，功率可达20 W，因此厂商也考虑到了散热，推出了带风扇的型号。不过这类产品并不受欢迎，因为稍微加点钱就能买到电子负载。


可调式JUWEI USB负载解决了前面提到的部分问题，可以平滑调节电流，最高可达3 A；在3.7到13 V的电压范围内，最大功率为15 W。


更有意思、功能也更丰富的是JUWEI JW-D2LCDS-35W。它配有两个可调电阻，分别用于粗调和微调，提供多种连接接口；显示屏既能显示输入电流和电压，也能显示USB接口数据线上的电压，还能统计容量，单位为Ah。此外，它的功率已经相当可观，达到35 W，电压范围为3到21 V。
从本质上说，它是电子负载和USB测试仪的混合体。也可以这么说：厂商把USB测试仪装到了电子负载上，所以这实际上是一台二合一设备。


Rui Deng在这类设备市场上颇有名气，既生产负载，也生产测试仪和电压转换器，而且产品质量稳定。
它最简单的产品是LD25和LD35型号，提供多种连接方式，配有简单的LED显示屏和用于设定电流的可调电阻。显示屏会显示测得的电流和电压，以及计算出的功耗。


不过，Rui Deng还有两款功能更丰富的型号：HD25和HD35。它们与前面介绍的型号非常相似，但还额外支持QC2.0的5 V、9 V、12 V和20 V档位，以及QC3.0、FCP和AFC9V协议，价格也贵不了多少。


这两款型号的区别在于最大电流（分别为4 A和5 A）、功率（分别为25 W和35 W），以及对快充协议控制功能的支持。 在外形尺寸相同的情况下，35 W版本的功率耗散能力更强，因为它们配备了性能更好的风扇。
设备之间的价差不大，HD35看起来更值得选。


不久前，另一家厂商也推出了类似的电子负载，原理和HD25、HD35一样。


USB电子负载DTU-CCL01看起来更有意思。它同样提供多种接口版本，内置协议触发器，最高功率35 W，最高电压30 V、最高电流3 A，而且屏幕的信息量大得多。


底部装有一块铝板，它不参与散热，作用是保护电路板上的电子元件免受损坏。


它支持多种快充协议，功能也相当丰富，可以测量线缆电阻，具备过载保护和电流测量软件校准功能。不过，电流设定方式和更简单的型号一样，还是通过两个电位器（粗调/微调）来完成。


有时，中国开发者设计各种设备时会有点过于投入，最后做出一整套“全能”测试台，Juwei Atorch Q7-T就是一个例子。
这款设备的参数与上面介绍的型号相近：功率30 W，最高电流2.8 A、最高电压24 V，提供多种连接方式，并通过一对“旋钮”设定电流。


这是一款“混合型”设备，本质上由几个模块组成，其中一个模块类似于USB测试仪UM24C。菜单中有大量设置选项，而且电流和电压的测量精度很高，这些都说明了这一点。它支持识别多种快充协议，但无法对协议进行控制。


不过，这款设备还有自己的“独门绝活”：与前面介绍的型号不同，它有一个模块是无线充电器接收器。


还不止如此。它用类似UM24C的测试仪负责测量，机身里还集成了Bluetooth，因此安装相应的软件后，就可以通过电脑或智能手机查看测量数据。（这设备已经很难称作电子负载了。）

这款仪器挺有意思，测量精度不错，功能也很丰富，但遗憾的是，它无法控制快充功能。


不过，这款电子负载现在似乎已经停产，取而代之的是新品UD18L，它同样支持协议控制，也可以连接智能手机。


此外还有其他新品，比如这款功率65 W、体积却非常小巧的产品——链接。


不过，这款电子负载用起来有个不便之处：虽然标称支持PD 60W，但它不能切换协议，因此厂商建议搭配触发器使用。


而这里这款标称功率高达100 W，不过说实话，我很怀疑它能不能长时间承受这么大的功率。
但这款电子负载更有意思的是它的一些特别之处。它最初是和CT3、CT-3A测试仪成套销售的，套装里还能看到一根奇怪的排线。


这款电子负载本身也不像前面那些那么简单，它还配有微控制器。


其中的巧妙之处在于，它可以连接到USB测试仪上，组合成一台完整的设备。


这款USB电子负载看起来和前面那些差不多，实际功能却大不相同。它是知名厂商ZKEtech的EBD-USB+，可惜已经停产，不过也许还能在二手市场上找到。

参数方面，它同样是35 W、4 A、0.4–21 V。不过细心的读者首先会注意到，它的电压下限是0.4 V。这款电子负载采用独立供电（通过MicroUSB接口），因此不仅能测量低电压，还能用于测试电池容量。


更细心的读者会发现，EBD-USB+既没有调节电流的旋钮，也没有控制工作模式的按键，甚至连屏幕都没有。 这很好解释：所有操作都通过电脑上的专用软件完成，而且几乎所有设备都通用（EBC-X系列除外）。这也是它最大的卖点，因为能实现丰富得多的功能。
和ZKEtech的其他型号一样，它可以设置电池测试的关断阈值，带有用于检测电源的自动测试功能，还支持校准，当然也能绘制曲线并保存为CSV文件。


此外，还可以直接通过软件控制快充协议。


遗憾的是，可用的接口只有USB-A。不过有需要的话，可以另购一块小型转接板，这样就能获得microUSB和较新的USB Type-C接口。


前面介绍的电子负载在功能、结构、是否配备显示屏和调节部件等方面各不相同，但有一点相同：功率都限制在30-35 W。对于觉得功率不够的人，也有功率大得多的USB电子负载，不过在这种情况下，这项功能更多只是辅助用途。

比如这两款价格相对实惠的Atorch型号，它们只有散热器尺寸不同，因此最大功率分别为150和180 W。链接是150 W型号。


两款负载都配有大屏幕，可显示测量参数、服务信息和计算数据（功率、容量）。
测试USB电源和充电宝时，可使用三种接口：MicroUSB、MiniUSB和USB Type-C。设备没有内置协议触发器，但配有USB-A接口，可连接外置触发器。此外还有独立接线端子，可连接大功率电源。
采用经典的控制方式：两个可调电阻（粗调/微调）和一个按键。


当然，前面展示的这款负载早就过时了，所以如果预算不多，最好买更新的版本。虽然它现在也已经过时，但至少采用了四线连接，软件也更先进，等等。
当然，它还能连接电脑并绘制放电曲线。总的来说，我觉得这个价位里它算是顶级产品。


更高端型号的另一个标志是具备四种工作模式（CC、CV、CR、CP），可以连接外置温度传感器，并提供丰富的保护阈值和自动关机设置。


如果你实在觉得无聊，想要点……特别的东西，Atorch还有这样一款。


如果打算把负载用于USB设备以外的场合，以及测试功率较大的电源（最高150 W），那么可以选DL24MP或DL24EW。我写过后者的评测。这两款负载的耗散功率由多个晶体管分担，并具备电流均衡功能。此外，两款都可以连接扩展模块。



其实，不能简单地说某款USB负载好、另一款不好，一切都取决于你的使用需求，以及愿意花多少钱。
比如，最简单的电阻式负载配上USB测试仪，就能测试输出5 V的充电器或充电宝；而且还可以把几台负载并联使用。
带内置显示屏、无级调节和各种辅助功能的设备用起来更方便，比如Rui Deng或DTU-CCL01的产品。不过，随着支持Power Delivery的充电器越来越普及，这类设备也可能需要额外使用协议触发器。
ZKEtech的EBD-USB+则比较特别：虽然技术参数不算突出，但它的软件功能非常强大，还支持同时控制多台负载，甚至可以搭建多通道测试平台。
如果USB支持功能只是附加需求，那么最好考虑150/180 W型号，它们也可以作为完整的电子负载使用。