幾款USB電壓電流測試器準確性測試

港都狼仔

由於裝置及行動電源內部電池容量越來越大，充電的電流會影響充電速度，常常會有人問起為何同樣都是使用大輸出Adapter，但充電時間卻差了這麼多，加上三用電表使用及接線上較為麻煩，所以有廠商推出了直接串聯在USB上的簡易型電壓電流偵測器，從最早期僅有電壓電流交替顯示的最陽春機種，到現在有同時多組參數顯示及記憶，採用OLED的高精度版本，甚至還有警報功能的款式，可以說是越來越五花八門

但是身為USB電壓電流偵測器，除了功能，準確性也是一個重要的項目，以下就以在下手上所使用的幾款USB電壓電流測試器，搭配有一定準確性的三用電表來測量其電壓與電流數據的差異

測試項目與表格閱讀說明：

一、表格左邊第一欄的"顯示電壓"是指USB電壓電流測試器所顯示的電壓，而第二欄"實測電壓"則是從USB測試器USB輸出插座用三用電表所測量到的電壓，這個數據可以顯示這款測試器的壓降程度，當壓降程度越大時，會影響電源端對負載端供電的情形，有時會造成負載端因為壓降而無法順利抽取大電流

二、表格中間第五欄的"顯示電流"是指USB電壓電流測試器所顯示的電流，而第六欄"實測電流"則是經由外部電流表實際測量到的電流，因為同一回路上的電流均為相同，所以這兩個數據越接近，表示該USB電壓電流測試器在電流測量上的準確性越高

三、表格右邊的第九欄"顯示電壓"是指USB電壓電流測試器所顯示的電壓，而第十欄"供應電壓"則是指經三用電表測試電源端實際供應給該測試器的電壓，當兩者電壓數據越接近時，表示該測試器的電壓顯示越準確(因為一般測試器的電壓測試點都設置在靠近輸入端部分)



1.透明版Charger Doctor，為之前藍色透明外殼版的另外一系列產品

外觀，這款是屬於最陽春型的電壓電流測試器，僅有一組四位數七段顯示器，通電後電壓與電流交替顯示(最末碼顯示V或A表示當下是顯示電壓或電流)，無其他參數測量功能以及記憶功能


通電後電壓與電流交替顯示，僅末碼不同表示電壓及電流



測試表格


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.0556V降到4.6732V，0~2A造成的壓降幅度為0.3824V，與顯示的誤差來到5.71%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，差異最大的是小電流部分，達63%；差異最小的是2A，誤差0.21%
第三組電壓準確性，5V範圍附近誤差維持在-0.14% ~ +2.24%之間，整體讀值略趨向偏低(實際電壓越低，顯示誤差越大)


2.力童USB電壓電流測試器，此版為自行修改去除外殼及增加活動式USB插頭短線

外觀，這款也是屬於最陽春型的電壓電流測試器，僅有一組四位數七段顯示器，通電後電壓與電流交替顯示(最末碼顯示V或A表示當下是顯示電壓或電流)，無其他參數測量功能以及記憶功能


通電後電壓與電流交替顯示，僅末碼不同表示電壓及電流



測試表格


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.0519V降到4.6428V，0~2A造成的壓降幅度為0.4091V，與顯示的誤差為4.68%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，整體數據誤差維持在-1.07% ~ +9.69%間
第三組電壓準確性，5V範圍附近整體誤差維持在0.2% ~ 4.51%之間，整體讀值趨向偏低(實際電壓越低，顯示誤差越大)


3.林戈智能紅色基板OLED顯示幕USB電壓電流測試器

外觀，這款屬於無外殼設計，紅色電路板為雙層設計，顯示幕由LED改為OLED，可以顯示更多資訊，但OLED顯示幕也比較容易受到撞擊而破損(尤其此款又無外殼保護)


通電後會先顯示歡迎畫面


然後就會進入測量畫面，可同時顯示電壓(V)、電流(I)、功率(P)及累計電容量(C)，不過無記憶功能，電源拔除後記憶資訊就會消除


側邊有一開關，按下後可以改變OLED顯示方向(180度顛倒)


測試表格


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.0548V降到4.729V，0~2A造成的壓降幅度為0.3258V，不過與顯示的誤差僅為1.29%~1.33%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，0.5A以前較不準確，誤差最大有15.36%，超過0.5A後誤差降到1%以下
第三組電壓準確性，5V範圍附近整體誤差維持在0.05% ~ 3.69%之間，整體讀值趨向偏低(實際電壓越低，顯示誤差越大)


4.炬為JUWEI USB安全監測儀進階版

外觀，此進階版為帶有警示及USB電壓電流異常切斷功能(初級版只有顯示功能)，當USB電壓與電流偵測到異常時，會發出蜂鳴聲並切斷USB輸出


通電後前面兩位會顯示電壓，後面三位會顯示電流


按一下開關，可切換至mAh顯示，不過這款也沒有記憶功能，所以斷電後資料就會消失


測試表格


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.0521V降到4.5706V，0~2A造成的壓降幅度為0.4815V，與顯示的誤差最高為7.21%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，整體電流顯示數據偏高，除了0.1A的8.3%以外，隨著電流越高，顯示誤差越大，最大差異為5.3%
第三組電壓準確性，5V範圍附近整體誤差維持在0.31% ~ 4.31%之間，整體讀值變化並無規律可言，應與小數點下只顯示一位有關係


5.KCX-017 LCD顯示可記憶USB電壓電流測試器

外觀，有白色塑膠盒罩住，露出一個USB活動短線插頭，中央有一LCD顯示幕鏡面保護蓋


靠近活動短線的側邊有設置一個Micro USB插座，使用者可以自行插上USB線路，並與內建短線數據比較充電時的壓降幅度，來判斷外接線路損失初步狀況


另一側邊是標準USB輸出插座


外殼背面有型號及測量規格等數據


通電後，內部LCD白色背光會亮起，並顯示電壓、電流、累計電容量及當前記憶組別，共有0~9組等十個空間可以記憶，按下右上角按鍵可以切換或進行清除，且有記憶功能，斷電後可保持資料直到使用者自行清除


測試表格
第一顆


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.0539V降到4.7375V，0~2A造成的壓降幅度為0.3164V，與顯示的誤最高為4.27%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，0.5A以前誤差最大4.88%，超過0.5A後誤差降到1.39%~0.39%之間
第三組電壓準確性，5V範圍附近整體誤差維持在-0.54% ~ 1.21%之間，超過5V顯示偏高，低於5V顯示偏低

第二顆


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.0527V降到4.6784V，0~2A造成的壓降幅度為0.3743V，與顯示的誤差最高為3.24%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，0.6A以前較不準確，誤差最大有12.23%，超過0.6A後誤差降到1.37%~0.11%之間
第三組電壓準確性，5V範圍附近整體誤差維持在0.05% ~ 4.37%之間，整體讀數趨向偏低(實際電壓越低，誤差越大)


6.YZX Studio高精度OLED顯示幕電壓電流偵測器

外觀，USB插頭插座為側插式設計，OLED顯示幕佔用走其他剩餘空間，本體為裸露無外殼設計，須注意不可撞擊到脆弱的OLED


通電後會先出現YZX STUDIO的字樣


接著進入測量畫面，可同時顯示電壓、電流、Ah與Wh，且可以提供0~9共十組的數據記憶(右上顯示當前為第5組)，這款強調的是電流精確測量能力，所以可以看到電流測量值可以到達小數點下第四位


按下後面的功能開關，可切換測量顯示數據，第二頁是電流、電壓、功與平均電壓


再按一下可進入電流歷程記錄圖表


再按一下可進入電壓歷程記錄圖表


測試數據表格


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.0536V降到4.789V，0~2A造成的壓降幅度為0.2646V，與顯示的誤差最高為2.32%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，除了0.1A誤差1.09%以外，整體誤差都維持在1%以下，最低誤差為2A的0.12%
第三組電壓準確性，5V範圍附近整體誤差維持在0.03% ~ 2.21%之間，整體讀數顯示趨向偏低(顯示值比實際值要低)


7.USB 2.0帶殼版YZX Studio高精度OLED顯示幕電壓電流偵測器

外觀，多了一個透明外殼保護OLED顯示幕及電路板，不過似乎是拿CHARGER Doctor的來使用而非重新開模


背面，開了一個小孔露出按鍵，用來切換及設定功能


通電後啟動畫面及內部功能與沒有外殼版的相同，製作者表示帶外殼版修改了包含晶振在內的幾個元件，可以有更高的穩定性及準確性


測試數據表格


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.1708V降到4.9158V，0~2A造成的壓降幅度為0.1642V，與顯示的誤差最高為3.34%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，整體誤差都維持在0.5%以下
第三組電壓準確性，5V範圍附近整體誤差維持在0.14% ~ 2.05%之間，整體讀數顯示趨向偏低(顯示值比實際值要低)


8.USB 3.0直版YZX Studio高精度OLED顯示幕電壓電流偵測器

外觀，把原本側插式設計修改為直式設計，連接與數據閱讀上較方便，正面有一PCB製作的保護上蓋，有USB 3.0 Power Monitor、輸入電壓電流規格、USB 3.0 LOGO及YZX Studio字樣，中央OLED顯示幕視窗直接鏤空


背面電路板直接裸露，應可以加上一絕緣保護膠片，這裡也有印YZX Studio字樣


輸入為正規USB 3.0插頭


輸出端也是正規的USB 3.0插座


通電後啟動畫面及功能都與沒外殼版與外殼版的版本都相同，不過據製作者表示USB 3.0直版有較多元件進行更動


測試數據表格


第一組測試壓降部分，隨著電流提高，從5.1736V降到4.9654V，0~2A造成的壓降幅度為0.1246V，與顯示的誤差最高為2.51%
第二組電流準確性，0~2A範圍中，整體誤差都維持在0.55%以下(0.1A為最高)
第三組電壓準確性，5V範圍附近整體誤差維持在0.02% ~ 1.8%之間，整體讀數顯示趨向偏低(顯示值比實際值要低)


各測試器耗電量測試：

這裡使用YZX Studio無外殼板作為測試裝置，測量每一款的消耗電流

CHARGER Doctor消耗22.7mA


修改版力童消耗26.1mA


林戈智能紅色PCB OLED顯示幕USB測試器消耗7.1mA


炬為USB安全監測儀消耗27.2mA(內部蜂鳴器未作動)


KCX-017消耗6.5mA


YZX Studio的USB 3.0版消耗8.6mA，無外殼版消耗9.2mA(17.8-8.6)，有外殼版的也接近此數據


利用YZX Studio USB 3.0版測試金士頓DTM30 16GB USB 3.0隨身碟運作的耗電量，待機為33.1mA，於寫入時則增加至兩倍


結論：

1.顯示電流最準確的是YZX Studio，0~2A誤差值只有0.12%~1.09%之間(最大誤差1.09%在0.1A)

2.造成壓降最小的也是YZX Studio，0~2A間USB公母接頭加上本體電路造成的壓降只有0.2646V

3.兩組KCX-017測試數據會差異甚大的原因，推測應是本體製作時的誤差以及後續校正上的精確度所導致(此款採用單晶片進行電壓及電流取樣)

4.炬為USB安全監測儀因為有異常時切斷USB輸出供電的功能，表示在電源線路上有串聯控制用元件，這也造成其壓降幅度較大，0~2A壓降接近0.5V，且因為電壓僅取到小數點後一位，也造成電壓顯示上的誤差較大

5.CHARGER Doctor在低電流下的準確度相當差，隨著電流提高誤差才漸漸縮小

6.林戈智能紅色PCB OLED顯示USB測試器在0.5A以前誤差也偏大，尤其是0.1A誤差達15.36%，不過0.5A之後的誤差就控制在1%以內

7.修改版力童電流顯示上誤差最大是在0.3A附近，也是屬於低電流較為不準確的類型

8.炬為USB安全監測儀除0.1A誤差最大(8.3%)外，隨電流提高誤差也逐漸加大，且整體電流顯示值較實際逐漸偏高

9.兩組KCX-017在小電流下的顯示電流誤差值差異甚大，可能是元件特性或是校正上的差異

10.顯示電壓與實際輸入電壓的差異，比較令人意外的是第一顆KCX-017有最小的顯示電壓誤差，再來是YZX STUDIO，便宜的CHARGER Doctor排第三，林戈智能紅色PCB OLED顯示USB測試器排第四，第二顆KCX-017排第五，修改版力童排第六

11.炬為USB安全監測儀因為電壓只顯示到小數點下一位，所以顯示電壓的誤差值一直高低變動，誤差表現介在第二顆KCX-017與修改版力童之間

12.YZX Studio USB 3.0版本的壓降更小，USB 3.0公母頭及本體造成的壓降僅為0.1246V，對被測負載造成影響最低

13.YZX Studio帶外殼版與USB 3.0版本因為有修改零件，在電流顯示精確度改善較明顯，不過電壓方面改善只有USB 3.0版較明顯

14.耗電量比較，使用LCD的KCX-017最低(6.5mA)，再來是林戈智能紅色PCB OLED顯示幕測試器(7.1mA)，YZX Studio系列排在第三/四/五(8.6~9.2mA)，CHARGER Doctor為第六(22.7mA)，修改版力童為第七(26.1mA)，最後一名是炬為(27.2mA)


若是被測負載容易受到電壓壓降而影響工作電流，以及需要測試小耗電量裝置(例如USB藍芽Dongle)的電流，這幾款內推薦使用YZX Studio的產品，不過其單價也是這幾款內最高的


報告完畢，謝謝收看  

wish

光是這些資料就可知道狼大的細心

wish

TO:ciko.ciko
是的，包括版大你也是論壇很熱心的成員之一。

kafachan

狼大真的很用心,小弟向狼大致敬 n_060|

a471

報~~~~根據探子回報

狼堡外聚集一票產品業者，說狼大還讓不讓人活阿~~我們又不是製造
專業儀器。目前群眾持續包圍狼堡...

conbawa

a471 發表於 2014-7-19 03:07 PM static/image/common/back.gif
報~~~~根據探子回報

狼堡外聚集一票產品業者，說狼大還讓不讓人活阿~~我們又不是製造

狼大,您再撐一會

等衣服乾了,我們就馬上出發 n_088|

vr2mtr

多謝經驗分享

Dave

我不知道有專賣這種產品n_071|
自己還用洞洞板焊了一塊用電錶量n_028|

happy_7772003

昨天剛在露X購買了一組KCX-017
今天就看到測試報告
感謝狼大

baolin77

真是太有心了

macross

第一次看到有這種玩意,感謝板大!!

starmoon213

水唷~狼大的嘔心瀝血

ccacc15

光是要買這些就不知道要花多少了，一般KCX-017就很好用了，又比較便宜。
感謝狼大的數據分享。

ultra

感謝狼大的數據分享
好有研究精神~~~~~

allen388399

太晚看到這篇文章，剛從TB買一個力童USB測試器，可以話先參考一下狼大分析報告

再來選購，這是未改裝的力童


順便也買一個簡易型的USB放電負載器

bangder

感謝狼大分析報告的數據分享..
先收藏起來慢慢看..今天太累了

eric00886

conbawa 發表於 2014-7-19 09:11 PM static/image/common/back.gif
狼大,您再撐一會

等衣服乾了,我們就馬上出發

被你笑死!!