EBC-A20，ZKEtech推出的又一款电子负载

这是我最近买的第二台ZKEtech电子负载，也是我手头第三台测量仪器。不过，严格来说，把它称作测量仪器有些勉强；但它也不完全只是“电子负载”，因为它在一定程度上还是一台电池测试仪。总之，今天来评测的是20 A版本。


之前的版本，包括最早的EBC-A10，最大负载电流都是10 A；而这次要说的是电流最高可达20 A的版本，更适合测试大电流电池。虽然这款评测机的负载电流是上一款的两倍，但功率却几乎低了一半，只有85 W，而EBC-A10H为150 W。正因为功率较低，而且没有配电源，这个版本便宜不少：“经济版”售价39美元，完整套装则将近47美元。

套装的区别在于，完整套装附带接口线和电源（含电源线）。我已经有第一台负载附带的接口线，电源也肯定够用，所以我本来就没打算为用不上的东西付钱，更别说还要为这些东西额外支付运费了。
算上转运服务费，最后这台大约花了55美元。准确地说，两台负载、一个USB适配器、一堆包装材料、运费以及中间商服务费，总共花了128美元。
AliExpress上这款负载的完整套装（负载、功率线、接口线、电源）售价84美元——链接。


以下是我从中文翻译过来的简要参数
供电：19–24 V，4 A
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：输入电压为22 V时，最高18 V
负载电流：0.1–20.00 A，设定分辨率0.01 A
充电电流：0.1–5.00 A，设定分辨率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：0.1–20.00 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


总之，“经济版”套装包含：
1. EBC-A20负载本体
2. 功率线
3. 说明书。



1. 说明书。实在没什么可看的，全是“看得懂”的中文，连图片都没有。
2–3. 线材倒是不错，铜制鳄鱼夹很扎实，接头看起来也很结实。不过我很好奇，既然这种电流下大家会想用四个鳄鱼夹，而不是两个，为什么厂家一开始没考虑到这一点？算了，这个问题倒是很好解决。


拿起这个小盒子时，我脑子里冒出的第一个念头就是：怎么这么小？其实我以前在照片上见过它很多次，但它在我印象里一直要大得多。
值得高兴的是，厂家把那种鲜艳的橙色换掉了——那颜色跟“黑匣子”的涂装很像——改成了更常见的灰色。


顶部有显示屏和四个按键：电源、参数选择，以及向上/向下调整参数。布局还是一股“中国风”：左边是向上键，右边是向下键。不过这里只能自己改了；话说回来，正如我之前写过的，我根本不用这套按键。


前面有风扇和一对用于连接测试线的插座。整体做工还算规整，除了盖板和外壳之间的缝隙，以及外壳顶部切口形状有些奇怪。


两侧是通风格栅，设计合理，一目了然。


背面也有通风格栅，此外还有电源输入接口、电源开关，以及用于连接电脑的microUSB接口。 提醒一下，这不是USB，而是UART TTL，所以直接把线缆接到这里虽然安全，但同样毫无意义，只能通过转换器连接。


和上次一样，有保修封条（不过连保修卡都没有），旁边还有一个microUSB接口。
底部除了脚垫什么都没有，连固定内部组件的螺丝也没有。喷漆很仔细，看得出是用心做了。


这么特别的设备，当然少不了看看内部 :)
拆起来倒是挺简单，不过没法一下子把两半完全分开，因为它们之间还连着导线。


折腾了一会儿，总算把两部分分开了。


奇怪的是，按键连接没有像显示屏那样用一排长排针来实现。


外观看起来相当整洁。



和上次一样，开关是通过接线端子连接的，而不是焊接上去的。


散热器小得出乎意料，总面积甚至比我的A10还略小一些。风扇是向外排风，这会降低散热器本身的冷却效率，但能改善充电器、尤其是电流检测分流器的散热情况。我的旧款里，分流器会被散热器吹出的热风加热，理论上可能导致电流受负载耗散功率的影响更大。


控制板就不用介绍了吧，它很可能是这家厂商大多数电子负载的通用基础板，具体产品则通过不同的功率级结构和固件来区分。


底面没什么值得看的。


虽然大部分导线都是通过连接器接上的，但功率线还是焊接的，而且功率连接器上的触点做了冗余：三个触点中两个用于功率连接，一个用于测量。
外壳内部有些灰尘和指印，只是闪光灯一打，照片里看不出来。


充电器，还是没什么新鲜的。


旁边能看到三只二极管，左边两只用于防反接。根据标记，它们可能是SR104，也可能是SR1040，不过无所谓，每只都是10 A、40 V。我建议换成更大功率的型号，因为工作时它们会明显发热，而且在这么大的电流下，多出来的压降完全没必要。


分流器是并联的，我没测它们的阻值。A10上的阻值是10 mΩ，这里很可能也一样。
右边能看到一个继电器，用于在连接低压电池时防止上电过载。


我之前写过，旧版本容易让电源过载，进而进入短路保护模式。最近我在给电池做寿命测试时也碰上了这个故障，还好当时人在家。
于是我很快搭了个最简单的小电路，稍微延迟一下，让电源能够正常启动，然后才给电子负载供电。这样电源可以正常工作，加上电源里的电容已经充好电，充电器就能顺利启动。


整体做工相当不错，甚至可以说这块板子拿在手里很舒服，干净又整齐。
输入端用了220 µF、50 V电容，充电器输出端则是220 µF、25 V电容。


不过功率级让我有些意外。我本来真以为这里会用两只晶体管，毕竟电流不小，但结果发现功率部分和我的A10电子负载几乎没区别，功率都是60 W。
厂商显然在某个地方省了成本，因为让一只TO-247封装的器件承担85 W，实在太离谱有点过头了。此外，IRFP260M晶体管的导通电阻为40 mΩ，这意味着在20 A电流下，负载在物理上就无法提供高于0.8 V的工作电压；再加上二极管（约0.5 V）、分流器（0.1 V）以及导线和连接器上的压降，损失就相当可观了。

和上次一样，热继电器负责在正常的（软件）控制失效时强制启动风扇，而且在这种模式下转速明显更高。


现在可以开始测试了。 首先遇到的问题是，这里用的是5.5×2.5电源插座，而不是旧款的5.5×2.1，所以我还得在家里找一个插头合适的电源适配器。


软件和功能大致相同（甚至可以说更多），和我的旧款A10差不多。这有点奇怪，因为它定位就是用来测试电池的，但预设选项和镍系电池测试模式却都没有。


我一高兴，没先测量，而是直接做了个简单的电池放电测试。结果发现鳄鱼夹肯定得改造，不然我之前买那个合适的电池夹具还有什么意义？
别误会，鳄鱼夹本身质量不错，硬度适中，夹得也牢，但在这么大的电流下，误差会来自各个方面，我不想忽略这一点。


我把放电电流设为20 A，时间限制为两分钟，然后启动测试。什么也没烧坏，耗散功率约为60 W。试了一会儿后，我又启动了充电过程，也没出什么问题，能正常充电并自动断开。
不过风扇噪声明显。其实A10H的风扇也很吵，只有旧款A10工作时还算比较安静。
超过一定功率时风扇就会启动，不考虑温度；如果温度升到50度以上，热继电器会让风扇全速运转。


现在来检查一下。
电压。一开始一切都很顺利，但到量程末端时，差值达到了0.1 V。虽然仍在标称的0.5%测量误差范围内（±0.15 V），但在我看来还是偏大。可以校准，不过我不打算在高于15–20 V的电压下使用它。


这里还有个问题：ADC分辨率较低，导致测量结果的步进较大。例如在某些电压组合下，输入电压变化0.01 V，显示值却会变化0.03 V。


评估电流测量误差之前，我先看了看负载从被测电源取用多少电流：电压为5 V时，约为37 µA。


负载电流。遗憾的是，我只能比较可靠地测到12.5 A。万用表的量程上限是10 A，不过在12–13 A时也能正常工作。
在整个测试范围内，负载显示的电流都偏低。测试电池容量时，这会导致测得的结果大于实际值。差距不算太大，也可以试着校准。
补充：我试着校准了一下。可以校准，但校准步进比较大，要调到准确值并不容易，不过确实做得到。更麻烦的是，放电电流的校准也会影响充电电流，尽管我试过分别校准两者。也就是说，如果放电电流偏低，你把它调高后，充电电流也会跟着升高；如果充电电流本来就偏高，那就可能变得更高。
一般来说，只校准放电电流就够了。不过比如A10H负载，放电和充电电流的偏差方向一致，校准起来就明显容易得多。


随着温度升高，电流会略微下降，所以如果要校准，最好先预热，或者稍微往上留一点“余量”。


充电电流。
小电流时的情况比放电稍差，但大电流时更好，有些点甚至“分毫不差”。用2 A电流测试时，起初读数略高，随后很快稳定在正好2 A。


不过有意思的是，上面我展示了2 A时实际电流略有下降，而在5 A时情况完全相反：起初电流略低，过一会儿就升到了设定值。我猜可能有某种数字校正功能在起作用，但不确定。


连接电脑时，我用了旧负载配套的线缆；旧负载则通过普通的USB-UART转换器连接。


有意思的是，我的旧负载上有一个单独的接口，标着BTSD。看起来原本打算用作无线接口，或者连接某种存储卡记录适配器，后来又决定取消了。我还偶然发现，这个接口引出了地线、RXTX，还有…… 12 V，而不是可能会让人以为的5 V。因此在我的这个版本中，如果接上普通线缆，损坏的可能不是负载，而是电脑接口，尽管我以前确实这么接过。


软件就不介绍了，和A10H评测里的完全一样，和我展示过的A10软件也几乎一样。


不过，没有自动测试功能让我很意外，尤其是那个选项卡的位置就在原来自动测试所在的地方（这倒也合乎逻辑），更让我摸不着头脑。我甚至还想：可以输入工作程序的窗口在哪儿？但并没有，按程序运行的功能倒是保留了。
说实话，我真不明白为什么要删掉自动测试。


工作模式列表里只有CC、CP和CV（充电），没有预设值。


电池内阻测量功能的表现也很奇怪（或者说根本不能用）。我倒不是说自己需要这个功能，但问题在于：电流可以随便选，可一旦尝试测试，软件就会和设备断开连接，只能通过connectdisconnect按钮重新连接。


接下来做测试前，我把测量线从鳄鱼夹上焊下来，又焊到了家里找到的小夹子上。不得不夸一下这根硅胶绝缘线，质量很好，而且非常柔软。我看到卖家单独卖这种线，真后悔当时没买。


现在按正确方式接上电池夹，采用完整的四线连接，试着以最大电流测量电池容量。


设定电流为20 A，截止电压为2.5 V，然后启动测试。


等电池完全放电后，我把下限改为2 V，继续测试。图表标记处显示的数值是19.89 A，这是偶然的，因为我正好截到了负载开始按程序降低电流的时刻。从标记处和底部一行显示的最终容量都能看出来这一点。只要往左挪一个像素，数值就正好是20 A；我是在准备评测截图时才注意到的。


放电结束后，电池升温到了73度。我想你们也注意到了，电池放在风扇格栅旁边，这是我特意安排的，能给电池稍微降降温。它虽然标称支持最高30 A的电流，但已经用了差不多3年。
右侧是整体情况，可以看到导线也发热了。


我启动了充电，这次也没有任何问题。


利用内置的数据保存功能，可以用原厂软件绘制复杂图表。比如这里，绿色是以10 A放电，蓝色是以20 A放电。图表末尾的跳变是因为我接着进行了测试，而不是一次性完成。容量（mAh）完全相同纯属巧合，仅此而已。
提醒一下，如果你们使用数据保存功能时发现它工作不正常，可以在Windows设置中把小数分隔符从逗号（默认值）改成句点。


现在来说说ZKEtech及其产品。
先看看我现在手头的设备。中间放着A10，我一直在用，而且经常一用就是很长时间。它并非没有缺点，但工作起来非常可靠。 两侧分别是最后两款，你们之前已经看过它们的评测。
我曾想买一台35 W的USB负载，主要是因为它可以控制支持QC的充电器。不过买了功能更强大的USB“医生”之后，这个念头就被我暂时搁置了。


接下来介绍一下这家公司还生产哪些产品，以及它们的设备型号标记规则。
EBD——普通电子负载，EBD-USB也属于这一类。
EBC——内置充电器的电子负载。
EBC-X——多通道电子负载，内置充电器。

后面是字母后缀：
A——低电压系列，范围为0至5 V或30 V。
B——高电压系列，范围为9–88 V，适用于铅酸电池，例如汽车电瓶。
我还看到过一种说法，带A后缀的负载可以测量内阻，不过今天这篇评测表明，情况似乎并非如此。

接下来是负载电流：
05——5 A
10——10 A
20——20 A
40——40 A

多通道型号的标记规则更复杂：
0501——1 A充电，1 A放电
0510——5 A充电，10 A放电
0510——10 A充电，10 A放电。这里没有写错，它们确实用了相同的型号后缀，不过还有一款X0510A，充放电规格为10/10。

末尾还有一个后缀：
H——更高功率，例如A10和A10H。
L——不知道。

目前我考虑用以下两种方案来扩充自己的工具：
1. 40 A版本，用于“重负载”测试。
2. 多通道版本，规格为5 A充电、10 A放电。
3. 10/10版本我大概用不上（照片里的是内置电池座的版本），1/1版本就更不用说了。
4. 为了使用更方便，最好还是用单独的电池座，商家有8个一组的套装。

顺便说一下，多通道版本的精度更高，我怀疑它们用了独立的ADC。


目前我更倾向于多通道版本，它适合做寿命测试，配套软件也针对这类测试做了优化。这款负载在淘宝上售价约270美元（5/10版本），还需要另配电池座。便宜的套装还要45美元左右，如果想要做工更精致的，价格大概在55–60美元。


使用过程中，我还发现了一些之前没注意到的细节。
先说风扇什么时候启动。
放电时，如果功率超过6 W，风扇会由软件控制启动；如果温度超过50 °C，则由热继电器“硬件”控制启动。
充电时则只由软件控制，功率超过5 W时启动。

不过我还发现一个现象：充电时风扇关闭的瞬间，电流读数会出现这样一个小平台。我把图稍微拉长了一些。


再拉长一些就能看出，这个平台出现的阈值恰好就是风扇关闭的阈值。我猜测，电流测量和风扇控制之间某处共用了导线。为什么我认为问题出在风扇控制上？因为热开关动作时，并不会出现这个小平台。



好了，基本就是这些。下面说说我在这两款负载（A10H和A20）上发现的优点和缺点。
优点方面，厂家显然一直在努力改进。整体做工相当规整，虽然谈不上完美，但还不错。结构、电路设计和软件都在不断改进。设备在技术层面运行正常，甚至达到了标称参数，这一点也很不错。
缺点方面，由于采用了廉价的微控制器，又没有独立ADC，精度低于本来可以达到的水平。在我看来，功率级已经接近极限。20 A版本我会装两只晶体管，而不是一只，再稍微加大散热器，这样即使达不到150 W，至少也能做到120 W，而且改进成本很低。
A10H就是这么设计的，但它没有晶体管间的负载均衡电路，这不太妥当（或者更准确地说，实在不妥）。好在可以自己加一块小电路板来改进，我之前写过这块板。

总体来说我挺满意的。我会试着把自己的观察和改进建议告诉厂家，也许能起点作用。或者还有一种办法：面向DIY用户出售套件，提供调试好的电路板，但不带外壳和散热器。今天就写到这里，希望这篇文章对大家有帮助。