ZKEtech EBC-A10H电子负载

三年多前，我曾经评测过ZKE EBC-A10电子负载，它很快就成了我测试电池时最常用的仪器之一。你们肯定见过它本身，也见过我在电池评测中展示的测试曲线。
这台仪器确实非常实用。据我所知，我的评测即使不是最早的，也算是最早的一批了。不过现在是时候更新一下了，今天就来聊聊这款负载的新版本。


首先回答一个问题：我已经有一台负载了，为什么还要买新的？
原因有几个：
1. 说白了，一台负载已经不够用了
2. 新负载的功率更大
3. 此外，它的电流设定范围下限不是100 mA，而是50 mA。测试电池时这很重要，因为数据手册中的参数经常是以这个电流作为充电结束条件给出的。


不过实际上我还更进一步，一口气买了两台新负载，还给它们配了个小配件，其他的以后再说。
一开始我打算在AliExpress上买，但那边要85美元。幸好一位经常读我文章的读者，同时也是几篇评测的赞助者，主动提出帮忙购买，非常感谢他。
我通过他订了两台负载，他经由中间商Mist Express下了单。负载本身花了我约95美元，配件约3美元，运费30美元，加起来总共将近130美元。如果全都在AliExpress上买，总价接近200美元，在我看来贵了不少。

运输花了约两周，箱子总重将近3.5 kg，尺寸可以看照片估算。本来可以选择重新打包并走铁路运输来省点钱，但我想尽快拿到，所以走了空运。

两台负载都用充气“垫子”包装，外面还加了气泡膜，送到时外观都没有损坏。


包装内含：
1. EBC-A10H负载
2. 带鳄鱼夹的电源线
3. 接口线
4. 电源线
5. 说明书和保修卡。

卖家其实有两种套餐，第二种便宜约8美元，但不含接口线、电源适配器和电源线。接口线可以单独买，价格是3或4美元，这样能省5美元；电源适配器我本来就多得是。不过现在已经没有这种套餐了，唉 :(


先从配件说起。
所有东西都分别装在独立包装袋里，看起来相当整洁，也挺有“品牌范儿”。


说明书和保修卡。保修卡在我们这里用不了，说明书又是中文的，所以这一项就略过了。需要的话，网上有英文版软件说明，实际上看这个就完全够用了。


1. 电源线。说实话，这东西我“白送都不要”。我先为线本身付了钱，之后还要付运费，而且它还是中国插头，另外就是普通的“电脑电源线”，哪个无线电爱好者或电脑玩家手里通常都一大把。
2. 用来连接电池或电源的线缆套装，线很软。如果你要下单，而且线缆是单独发货的，我建议别省这点钱，直接买一套。
3. 和我的那台负载不同，这里有四个鳄鱼夹，而不是两个，因此在某些情况下连接方式更灵活。
4. 电源端子是铜制的，上面标着30 A；导线是焊接上去的，不是简单压接。
5. 接口线，很实用，不过需要的话也很容易用普通的USB-TTL RS232线替代。
6. 负载上的连接器。ZKEtech的产品有三种：
MiniUSB，不过实际上它并不是USB，只是用了相同的接口。接上USB线不会烧坏任何东西，只是无法工作。
3针或4针航空插头，具体要看负载本身。遗憾的是，并非所有地方都会注明使用哪种接口。我这台是4针的，卖家两种都有，可以选择；我这台随附的就是4针款。


负载本体。
外壳显然重新设计过。我之前那款用的只是电源适配器外壳，而这款则是完整的大机箱，内置电源，配有常规接线端子。喷漆做工很规整，基本挑不出毛病。嗯，大概就是少了个可以当支架用的提手。


操作方式也改了：原来的四个按键换成了按压式编码器和启动键。功能上基本没变，但用起来更方便。 另一方面，三年前我评测上一版时用过一次手动控制，之后就一直只用电脑控制。
显示屏，这个就不用多说了。
四个接线端子，两个功率端子，标记为A+和A-；另外两个是测量端子，分别为V+和V-。
端子的位置不太方便，正极在左、负极在右，而且没法调整，至少外壳上的标记还在那里。


两侧有通风孔，背面是风扇、电源接口、带指示灯的开关和保险丝。
底部有四个脚垫，负载放在桌面上不会滑动。


还有一张保修封条，刚拿到时它就自己快要翘起来了。照片里是我试着把它贴回去之后的样子：）
不过保修对我也没什么用，那就撕掉吧。


外壳结构简单明了：一个U形上盖和一个L形底座。
散热设计考虑得很周到，风扇同时为散热器、充电器、分流器和电源散热。


散热器的鳍片伸向右侧。根据我使用自制大功率负载的经验，这个散热器的余量不大。


另一侧则布置了其余所有部件。


不知道为什么装了这么薄的风扇，我会选更常见的20或25 mm风扇。虽然我的大功率负载里也用了薄风扇，但那是因为空间不够，只能这么做。


做工整洁得让我有些意外：导线末端都处理过，所有接插件还用热熔胶额外固定了。不过，接口线从电源下面穿过，而且没有额外绝缘，这一点我真想狠狠敲他们的手。


说到电源，我觉得没必要多介绍，它就是很多人熟悉的那款“国民电源”，输出24 V。顺便说一句，之后可以测测它，我四年前写的评测显然已经过时了。
电源额定功率为100-120 W，搭配它的充电器功率大致相当（20 V、5 A），所以没必要更换，何况它还带主动散热。
我大概会改造一下充电器并更换电源，不过后者还没确定。


功率板。
其实没什么特别值得介绍的，上面有充电器、控制电路的稳压器、分流器、晶体管和其他一些小元件。


不过等等，有一个重要区别：这里装了继电器。
事情是这样的，旧版负载出现过一个故障，而且相当危险。
充电器由控制器控制，问题在于控制方式有两种：
1.控制器允许充电器工作
2.控制器禁止充电器工作

这里采用的是第二种方式：充电器始终启动，由控制器控制它关闭。如果接着低电压电池时接通电源，而电源功率又不够大，就会过载，电源随即进入保护状态。
这时控制器无法启动，充电器却会一直给电池充电，试图把电压升到足以让控制器启动的程度。我已经吃过这种亏，差点把电池弄坏。

新款设备里，厂家改进了这一点：充电器的输出经过继电器，只有需要工作时才会接通，因此上述情况就不会发生。


功率级用了两只IRFP250M晶体管并联，至少我没看到均流电路。
其中一只旁边有一个50度的温控开关。风扇有两档：功率超过10 W时由控制器启动第一档，第二档则由温控开关控制。

晶体管附近还能看到用于连接热敏电阻的端子，不过并没有使用。


充电器和上一版完全一样，没什么新东西，不过我想把电感换成更大功率的。


控制器板，这里就更没什么新内容了。电路板在硬件上与我上一台负载的控制板完全相同，区别只在固件。 我刚才才想到，会不会是读取保护被关闭了……


开机后看到的还是那块令人沮丧的LCD屏幕。虽然我需要看它的频率可能只比用键盘稍微高一点，但我偶尔还是会看一眼。不过我肯定不想换掉它。


屏幕在手动模式下显示：
1、2. 工作模式、当前电压和电流，以及时间、容量（mAh）、当前功率和容量（Wh）。
3、4. 工作时显示的内容相同。
5、6. 有CC（恒流）和CP（恒功率）模式，可惜没有CV模式，这个模式其实会很有用。
7—11. 不过让我意外的是，它还有针对不同类型电池的充电模式；其中LiPo模式也适用于LiIon，因为本质上两者是一回事。
12. 当然也有手动充电模式，可以手动设置电流和电压。


测试之前，先列一下技术参数，首先是原版，也就是中文版本。


下面简单说说我的翻译。
供电：19–24 V、4 A；或者有内置电源时接入220 V
输入电压范围：0.00–30.00 V，测量分辨率0.01 V
输出电压范围：最高18 V或22 V，这一项不太明确。
负载电流：0.05–10.00 A，设置分辨率0.01 A
充电电流：0.05–5.00 A，设置分辨率0.01 A
负载模式：CC、CP
充电模式：CV
电压测量误差：
低于4.5 V：测量分辨率0.003 V，误差±0.5%
4.5–30 V：测量分辨率0.01 V，误差±0.5%
电流测量：0.05–10.00 A，分辨率0.01 A，误差±0.5%
容量测量
低于10 Ah：分辨率0.001 Ah（1 mAh）
10–100 Ah：分辨率0.01 Ah（10 mAh）
100 Ah及以上：0.1 Ah


好了，接下来开始测试。

先测输入电压的测量精度，充电终止电压的设置精度也与此相关。
据我判断，这方面没什么问题，精度处于正常水平。不过我总觉得，我那台旧负载的校准稍微更准一些。

最后两张照片展示的是最大输入电压，超过这个值就会显示过载。


还有一些细节：虽然参数中标明4.5–30 V范围内的分辨率为0.01 V，但实际并不总是如此，可能会出现以下情况：
1、2. 输入电压改变0.01 V，负载却检测不到变化。
3、4. 同样改变0.01 V，负载屏幕上的读数却变化了0.03 V。

这种情况并非总会发生，但确实偶尔会遇到。


负载设定的电流与万用表测得的电流。
这次负载的误差勉强在标称范围内，几乎贴着上限。电流为10 A时尤其明显：按0.5%的误差计算，读数应在9.95–10.05 A之间。在整个范围内，电流读数都略偏低。普通使用时这没什么影响，但测试电池容量时，测得的结果就会偏高。例如，容量为9.96 Ah的电池会显示为10 Ah。

需要的话，可以自行校准，不过我暂时先不动，看看它之后表现如何。


电流设定的温度稳定性测试。
这项测试相当重要，因为如果分流器质量不好，电流可能会随着温度升高而明显变化。

确实有一点漂移，不过方向正好是好的：随着温度升高，误差反而减小了。


这款负载的型号系列是EBC，与EBD系列不同，它还带有充电功能。因此接下来要检查充电电流的设置精度，因为这会影响充电容量测量的精度。

结果几乎与放电模式完全一致，所以有需要的话，可以尝试进行“硬件”修正：并联一个电阻，稍微减小分流器的标称阻值。与“软件”修正相比，这种方法不太容易把东西弄坏 :)
顺便说一下，我那台负载用了一段时间后，开始在一种模式下电流偏低，在另一种模式下又偏高，也就是说 零点发生了偏移，这就更糟了。


而这里随着温度升高，电流会略微下降。


我已经在上一篇评测中介绍过这款软件，所以尽量简要说明，并指出其中的区别。
距离上一篇评测已经过去了几年，软件也时不时会更新，不过整体上没有什么变化。
最重要的更新是，现在电流和电压的显示分辨率与电子负载上的一致；旧版本显示时小数点后少一位。
此外，所有模式都会保存在电子负载中。比如你设置好充电电流、电压等参数后，断开电子负载，再把它连接到另一台电脑上，软件也会加载这些设置。

下面说说软件本身。
主窗口包含一大片绘图区域，默认显示电流和电压，也可以开启功率曲线，不过这种需求很少。
右侧是显示和控制区域，会显示当前电压、设定的负载电流；在充电模式下则显示实际电流，以及功率和测试开始后的时间。
再往下是模式控制、开始测试和停止按钮，以及无需停止测试即可调整负载电流的按钮（仅限负载模式），还有一个“监视器”按钮。在此模式下，电子负载会作为电流和电压记录仪工作，不会对测试过程产生任何影响。

最底部一行显示：
设备名称、工作模式和参数、测试开始和结束时的电压、容量（mAh、Wh）、整个测试期间的平均电压，以及各条曲线对应的颜色。


下面的介绍我就折叠起来了，因为很多内容和第一款电子负载的介绍重复。


变化比较明显的是，新版本可以使用针对不同类型电池的预设工作模式，而不只是手动模式。遗憾的是，这需要电子负载本身支持，而我的旧款还是不具备这个功能。


我用四种电池测试了预设充电模式：
1. 普通锂离子电池
2. LiFePO4
3. 镍氢电池（这里也支持镍镉电池，不过原理相同）
4. 铅酸电池


锂离子电池，充电至4.2 V，电流降至50 mA时停止，不受设定值影响。通常停止阈值设为充电电流的1/10，不过这里采用的是数据手册中最常见的设定。


LiFePO4
其他都一样，但充电至3.65 V，电流降至50 mA时停止。奇怪的是，充电电压设为3.65 V，而不是3.60 V。我一直以为正确的充电电压应该是3.60 V。


镍氢电池。
我找了一块非常老的电池，大约有17-18年了。测试这个模式时，我顺便通过循环充放电试着让它恢复了一点活力。起初容量只有10-20 mAh，到第8个循环时已经达到450 mAh，之后就没再继续测试。
这里的充电电压设为1.65-1.7 V，但主要的停止条件不是电流下降，而是电压变化量。也就是说，充电过程中电压会升高，随后稳定一段时间，充满后开始下降；电子负载一旦检测到电压持续下降，就会停止充电。
虽然这种电池现在已经不太常见了，但能实现正确的充电方式还是挺不错的。


铅酸电池。
充电至14.40 V，电流降至100 mA时停止，不受初始充电电流影响。在我看来，这样不太合理，不过也没人妨碍你手动设置模式。
另外你们可能注意到了，还可以设置电池组的串联单体数。默认值为0，如果不选择，启动时会自动设为1节。比如12 V铅酸电池应设为6，因为它实际上是由6节电芯串联组成的。
此模式下最多可以设置12节，但要这样使用，恐怕需要改造充电器本身，并配备电压更高的电源。也就是说，目前实际可用的上限是12 V电池，理论上限是24 V。



温度测试。
1. 负载模式下工作，电压29 V，电流5.05 A，负载功率约145 W。晶体管温度在合理范围内，大约75-80度，但天气热时可能会过热。我认为晶体管外壳温度的临界上限约为90度。
2. 以5 A电流给电池充电，电压接近4.2 V。最热的元件是PWM控制器，温度接近90度。为了改善旧款负载的散热，我在控制器的散热片上焊了一片金属片，配合主动散热后效果明显。
3. 以2.5 A电流给铅酸电池充电，电压接近14 V。PWM控制器温度约为60度，因此热像仪显示控制板电源稳压器是最热的元件。


在以最大电流给锂电池充电的升温测试过程中，我发现了一个奇怪的故障：有时充电电流甚至会超过标称值，达到约5.03 A。后来一切又恢复正常，但这到底是怎么回事，我还是有点想不明白。


最后，应一位老读者的请求，我测试了它与采用DPS系列转换器的电源配合工作是否正常。电子负载以CP模式运行，功率为150 W。我尝试了不同的电压/电流组合，一切都工作得非常正常。


综合测试结果和整体检查，我觉得这款电子负载本身相当不错，值得推荐。厂商显然对结构、电路设计和软件都做了一些改进。现在功率上限从旧款的60 W提高到了150 W，最小电流从100 mA降到了50 mA，还增加了正确测试镍电池的功能，也修复了连接低电压负载时无法启动的问题。
不过也并非没有一些不足，其中有些问题也延续到了这款产品上。
1. 充电器部分依然比较弱，我个人不太满意，也不建议用它以最大电流给铅酸电池充电；而且转换器的电感也不太能承受5 A电流。
2. 功率晶体管之间没有像我在自己的电子负载中那样设计电流分配电路，而是直接并联，因此可能出现负载不均的情况，比如一个管子耗散100 W，另一个只有50 W。
3. 缺少外置（最好是磁吸式）温度传感器，无法绘制电池温度曲线。
4. 不明白厂家为什么至今还在使用微控制器的ADC，明明有很多价格低廉的外置ADC。

此外，我个人还希望它能与电脑实现电气隔离，我打算加装ADuM，就像我在自己的电源中做的那样。

除此之外，我觉得它各方面都很不错；考虑到含运费也就65美元，那就更不错了，至少我不知道同价位还有什么竞品。

补充。
经过一段时间较为频繁的使用，发现了一些之前没注意到的问题。
1. 接线端子。肯定要换，原装端子非常单薄，已经有一对在拧紧时开始打转了。
2. 风扇。噪声很大，最好在“软件模式”下调低转速，并在充电控制器的PWM芯片上焊一片铜片，临时充当散热片。
3. 如果电子负载同时连接电脑和被测设备，它的电源可能会产生很强的干扰，甚至导致USB连接断开。测试电池时这无关紧要，但测试电源时可能会造成严重影响。解决办法是让电脑连接实现电气隔离，也可以考虑更换电源
4. 这个问题我之前就知道，只是评测时忘了提。测试带保护板的电池（非电池组）时，保护板可能会损坏。例如，充电电压设得过高，最终是电池保护板动作，而不是电子负载停止工作。类似问题不只出现在这款电子负载上，其他一些同类设备也有。原因是保护板动作的瞬间，它会短暂承受电源的全部电压，本例中为24 V。解决办法是测试这类电池时使用12 V电源，可以由另一台电源提供，也可以通过降压转换器从主电源获得。

就写到这里，希望这些内容对你有帮助。