风来了,插座也会飞!小米插线板评测

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2015年3月31日, 小米 发布了五个新产品,相对同时发布的其它四种产品,小米插线板可以说是全新产品,在此之前,小米没有出产过类似产品。小米插线板仅铅笔盒大小,配备3组国标电源插口和3个USB充电插口。当然,就插线板而言,估计是我们在生活和工作中,单品类使用数量最多的器材了,可能你家里有2台、3台电视、4台电脑、5台手机而插线板少说数数也有十几个吧?而且数量还不断在增加,虽说不起眼,但据统计,每年各种插线板销售数量就几亿只,从这个角度来看,小米进军插线板领域,也不是没有道理的。
      插线板虽然不起眼,但作为能源输送到电器的最后一站,起着关键的作用——安全和清洁,对于安全来说,清洁的电力供应很少人关注,也有的人不理解电源的清洁。通过电源带来的干扰困扰着许多设计者和用户;安全,现在也逐渐被大多人所认同,由于使用插线板造成的安全隐患已经存在很长时间,由于插线板引起的各类事故(触电、火灾等)的新闻也频见于报端,所以,高质量的插线板正被人们认同——虽然价格会高一点点。而这次小米发布的插线板,就笔者的眼光(笔者是电子电器行业从业者)看来,是目前市场上安全性最高的民用电源产品,很可惜,这次小米发布滴插线板并没有内置电源净化装置,不过相信以后小米也会有升级版的插线板推向市场。
      小米插线板体积小巧,和市场上其它品牌的产品相比,显得很纤细,包装也有别于其它厂家的塑料袋包装,是一个细长的纸盒。正面中间是小米的“省一点心”的LOGO,那么,小米插线板能不让用户省心呢?


      在包装盒后面包装盒背面印有小米插线板的规格参数,侧面粘贴有SN和UPC编码。官方称为小米插线板(含3口USB 2A快充)转换器,型号是XMCXB01QM;额定功率2500W,USB模块输出为5V 3.1A,单个USB输出额定2.1A;强电部分额定电压250V~,额定电流10A。

      侧面开口处有小米白色封签。

      纸盒内部的插线板还有塑料袋包装,从塑料袋中把小米插线板拿出来后,电源线的缠绕方式也非常易于打开,和其它的采用预制电源线的产品,要容易打开的多,其它的产品,电源线在装配前是缠绕成捆的,当安装在插线板上,要打开缠绕的电源线就不太容易了。

      电源线用两根橡皮筋固定。

      背面也通过注塑方式标明性能参数,而其它产品采用的是丝网印刷。

      这是小米插线板的电源开关,内置隐藏式电源指示灯。

      主体是三个5孔插座,这种插座称为“小万用”,是新国标标准,新国标的最大特点就是安全,因为在我们的市场上,在改革开放初期,有很多国家的电器进入内地,电源插头多种多样,有美标、英标、德标等,而插座生产厂家为了能尽最大可能的适配,出现了万用插座,俗称大万用,而大万用虽然能适配大多数的插头,但是正由于此,内部与插头接触的导体部分的形状就非常复杂,导致和每一种插座接触时都只有很小的接触面,造成接触电阻变大,在使用时。留下安全隐患,原理我们后文再详细分析。

      在插线板的尾端,有三个USB接口,我们已经知道,这个USB口直提供5V直流电源,并不具备USB数据通信功能。

      电源插头做工也很规范,有插头电 极 保护套,使用时要先拿掉,插线板周边有塑料薄膜覆盖,保证运输过程中外壳不被擦花。

      插头是标准单相三眼扁插头(有的人喜欢把这种插头称为“三相”插头,这是错误的称呼),这是我国的标准。

      和市面上常见的插线板相比,小米插线板外观比小纤细,材质带点韧性,其它厂家的外壳比较脆,最上方的就是大万用,国家相关部门做过规定,2015年以后,任何厂家不得再生产和销售大万用,所以,市场上的都是小万用。

      接下来我们先做个简单测试,主要是正对USB口输出的。利用USB检测仪,测的输出电压为5.17V,这是空载电压,由于内部多USB充电电路,故此,小米插线板也就有了损耗了,空载损耗是0.1W,虽说不大,但为了环保,大家还是要养成随手关闭电源开关的习惯。当我们接上一台手机作为USB接口的负载时,电压有所跌落,我i5.07V,属于正常范围,当我们测试其它USB接口时,发现只有有一个USB接口有负载,其它接口的电压就会跌落,这说明三路USB不是独立输出的,是并联输出,这个是小遗憾,但考虑的体积和售价,也就释然了。

      在日常使用的时候小体积的插线板带来的有点是不言而喻的:桌面占用的少了,如果需要为手机充电时就不再纠结PCUSB输出口最大500mA的电流了,也可以少占用一个强电输出口。电源插头也比一般插线板小一些,桌子预留的穿线孔很容易穿过。三强电接口距离恰到好处,不会相互影响。

      三个USB接口间的距离也便于操作。

      现在我们来拆开看看内部,安全的插线板应该具有哪些要素呢?首先把四个胶垫撬开,就看到螺丝了,对于内部可能潜在对人体具有伤害的设备,通行的做法是使用异性螺丝,小米插线板也不例外,采用三角螺丝口的螺丝,这是阻止普通用于拆卸而设置的。

      四个螺丝拆下来后,后盖还通过卡扣结合在一起,要用点力才能才能把后盖分离,我们可以看到小米插线板的内部了,内部由三部分构成:一是电源开关兼过载保护器,二是五孔插座部分,三是USB电源变换电路。

      这黑色的就是电源开关兼过载保护器,输入的三根线采用锡焊焊接在开关触电上,焊点饱满,黄绿色的双色线是国际标准接地线,做接地保护,当用电器外壳漏电时,可以通过这根线把电流对地行成回路,从而保证用户不被点击,安装有漏电保护器的用户在配合漏电实现切断电源。开关和插座内部的铜片连接是插接式连接,在发布会上我们就知道小米插线板采用的是铜片一体化制作工艺,而不是传统的导线连接方式。

       现在我们来说说一体化铜片的优点,它和传统导线焊接有什么不同。我们知道,任何导体都是具有对电流阻碍作用的,通常,采用铜来制造导线,因为铜具有电阻率低导电性能好、价格低、延展性好的特点,通常,采用的是铜合金,对于插座内部的电极,还要求具有良好的形状恢复性。在正常情况下,导线有一个指标叫做“安全载流量”,是导线在规定的发热量下,能最大流过的电流值。而导线的安全载流量是由导线的材质和横截面积来决定的,在材质相同的情况下,导线的横截面积越大,载流量就大,而通常的导线横截面是圆形,所以导线的截面积 就成一个硬指标了。插座里的导线大都采用0.5平方mm,根据电工经验算法,1平方mm横截面的铜芯导线的安全载流量是4安培,如果要达到10A的电流,那么导线应该是2.5平方mm粗,显然,绝大多数插座是达不到个值的,小米插线板采用一体花铜片,相当于加粗了导线的截面积,而且一体化铜片,不存在焊点,发热量就小了,就安全了。如果导线安全载流量达不到设计标准,在工作的时候,就会发热,导线越细,电阻越大,在导线上损耗的能量就越多,根据焦耳定律,Q=I^2RT,电流越大,电阻越大,时间越长,发热量就越大,笔者在工作中经常见到插座、开关触电、导体烧得通红的情况,试想,长时间这样工作,引起火灾的危险就大了。小米插线板的铜片设计能有效增大截面积,在额定状态下工作,发热量不会上升,这就是插座有额定电流的指标了。 在插线板的尾端,有一块黑色的PCB,这块电路就是USB电源变换器。 先放下电路板不说,看看后盖板的材质,后盖板采用的是阻燃材质,国标规定,电器外壳阻燃标准是摄氏750度,也就是说,低于这个温度,是不应该有明火的,如果遇到火源燃烧后,火源离开因熄灭明火,小米插线板材质是符合这个标准的,我们还留意到后盖上有一个隔离区域,配合电路板上的隔离切口,可以把高压部分和低压部分隔开。我们把电路板安装到后盖上时,可以看到,这隔离仓设计,把 高压电路部分和低压部分彻底隔开了,这个设计保证了高压打火时不会波及到低压部分,保证了USB输出的安全,这是一个非常不错的设计。

       这个图就看得很清楚了,电子变压器高压侧的电路和低压侧电路被后盖分离成两个区域。

       现在我来来看看电路板。这是一块电容降压,开关稳压电路。采用0.1U的安规电容做降压原件,电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全。在电源处有3.15A的自恢复保险做保护原件。PCB采用了走线镀锡工艺,能加大印刷电路铜箔的载流量,提高安全性。小米的LOGO也通过丝印印刷在电路板上。


      开关电路采用单管推动,功率开关管采用7N650 N沟道场效应开关管。TO-262封装。

  7N650最大反压是650V,漏极电流3.2A培,由于3个USB输出口不是独立的,我们可以理解为三USB总输出能达到3.2A。

 

      这是高频变压器,质量上乘。

      这是输入滤波电容,10u420V耐压。

      这是5V输出滤波电容,两只并联。在电路板背面的开关电路、整流电路等用料都非常考究。

      笔者也留意到一体化铜片上也印有小米的LOGO。

 


      现在我们来看看大万用为什么不安安全,小万用为什么作为国家强制标准推出。小万用支持这三种标准的插头,左边的是德国标准两芯圆插头,中间是国标两芯扁插头,右边是国标三芯遍插头,都是单相电源插头。

      现在我们先把三芯扁插头插入到插孔中,我们看到,三个电极和插座内铜片的接触面积非常大,接触面积大了,电阻就小了,上文分析过,电阻小了,发热量就小了,在额定值下,就不会产生过多的热量。而大万用之所以被国家强制淘汰,就是因为接触面积小,电阻的,发热大,而铜发热后会加速表面氧化生成黑色的氧化铜,而氧化铜是不导电的,导致接触面进一步缩小,恶性循环,最终导致事故发生。

      两芯插头不具备地线,因此没有接地保护功能。

      两芯扁插头插入后,接触面积也比较大。

      最后我们来看两芯圆插头。

      两芯圆插头的接触面是有预制的凹槽接触面。


       通过以上技术分析,我们可以看到,小米插线板不仅从外观上具有时代感,内部低材料和工艺十分优秀,最值得称道的是一体化铜片结构小万用方式,能够最大程度减小接触电阻,降低发热,而电源变换功能的加入,使你桌面上少了几个充电适配器(俗称充电头)多了一丝整洁。那么,你赶紧回家看看,你家里的插线板,如果是大万用,那么该淘汰了;如果插孔里的铜片发黑,那么该淘汰了——为了你的安全!



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