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关于移动通信终端电源适配器的知识

浏览:4438  来源:通信人在线  日期:2019-01-16

一、电源适配器的概念

1、含义

移动通信终端由于其移动性,终端设备所需的能量供应通常是由直流电池提供,直流电池的电量需要进行不断地补充,即需要对其充电。因此,移动通信终端的使用,需要配套充电装置,这种充电装置称为电源适配器,人们也俗称为充电器。然而事实上,对于移动通信终端的“电源适配器(Power Adapter)”和“充电器(Charger)”应该是有不同的含义的。在ITU-T建议L.1000中给出了两者的准确定义,具体详见下表1-1中。由表可知,充电器的含义范围较广,其涵盖了电源适配器。因此,为了准确称呼,我们应将移动通信终端的充电装置称为电源适配器。

1-1:“电源适配器”和“充电器”的定义

另外,对于移动通信终端(Mobile Telecommunication Terminal Equipment),人们习惯的认为就是手机。其实,根据ITU-T建议L.1000和我国的相关标准(GB/T 32638YD/T 1591等)的定义,移动通信终端的含义范围不仅是指移动电话机,而是泛指人们日常使用的手持的信息通信技术(ICT)设备,它包括任何能够连接到一个移动通信网络的移动终端(如手机等),以及个人数字助理(PDA)(如iPad等)、MP3/MP4、无线耳机、照相机等。

2、分类

移动通信终端的电源适配器的分类,就目前常用的应用,暂且主要有两类分类方法。

第一,从电源适配器的使用场合分,可以分为携带式电源适配器、车载式电源适配器和座式电源适配器三种。携带式电源适配器是使用最为广泛的电源适配器,它可以在家、办公室及外出旅行中携带使用。而车载式电源适配器和座式电源适配器受到了使用环境的限制而应用相对较少。车载式电源适配器仅使用于汽车内,且必须用于汽车的点烟器接口。座式电源适配器通常不便于携带,一般常用于家中或办公室内。

第二,从电源适配器的输入电源种类分,可以分为交流电源适配器和直流电源适配器两种。实际上从表1-1中对电源适配器的定义就可以知晓有这种分类方法。对于携带式电源适配器和座式电源适配器通常属于交流适配器,车载式电源适配器属于直流电源适配器,它是将车内的12V24V直流电源变换为低压直流电源(通常为5V)为终端充电。

3、作用

由上述分析可知,电源适配器是一个电源转换装置。由于为移动通信终端设备供电的是直流电池,且通常都是固定在终端设备内。而移动通信终端电池的类型主要有锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池,其中锂离子电池由于容量高、体积小,而普及率最高。对这些类型电池的充电必须有适宜的直流电压和直流电流,依据GB/T 32638的规定,电源适配器的输出的额定电压与额定电流值详见下表1-3。因此,电源适配器的作用是将外界输入的交流或直流电源转换为低压的直流电压和直流电流输出。所谓适配器,就是将输入的不同电源适配到电池充电所需要的直流电源(合适的电压和电流)。鉴于此,电源适配器是移动通信终端必须配套的附属设备。

1-3:电源适配器的输出的额定电压与额定电流值要求

4、凸显的问题

鉴于电源适配器是移动通信终端必须配套的附属设备。可由于移动通信终端的品种种类、规格型号、制造厂家等,呈现出七国八制、百花齐放、名目繁多的状态,各厂家生产的移动通信终端都配有自己专有的电源适配器。关键是现今人们人手一个或多个移动通信终端,且人们又有“喜新厌旧”的本性,这就导致了电源适配器的遗弃成灾,不仅为人们带来使用的不便和生活的烦恼,一个小小的电源适配器更凸显出了一个非常现实的严重社会问题,即带来了环境的破坏和资源的浪费。为此,需要亟待寻求一个科学友好地移动通信终端电源适配器的充电解决方案。

二、充电解决方案

1、思路

实际上,移动通信终端电源适配器所呈现的上述社会问题的根本原因,就是电源适配器不能通用。如果将移动通信终端电源适配器的输出接口标准化,使不同品种型号、不同生产厂家的电源适配器都按统一的标准化的接口来制造,这样就可以使电源适配器之间实现互相通用,更换终端不一定要更换电源适配器,电源适配器可以一直使用到它的寿命终结。此时,可以大大减少电源适配器的遗弃量,当然就有效缓解了环境保护问题与资源节约问题。同时为终端使用的用户带来了极大的便利、降低其使用成本,提高了用户的终端体验。

2、“三段式”配置的充电解决方案

为了使移动通信终端电源适配器的输出接口标准化,我国进行了有益的尝试,在国际上首创了“三段式”配置的充电解决方案。所谓“三段式”配置,即将适配器、充电连接线和终端三者分离,众所周知,早期的电源适配器的配置,都是与充电连接线是固定的。当实现三部分分离后,设计为充电连接线与数据传输线兼用,然后再使充电/数据线缆与电源适配器和终端连接的两端接口设计为标准化接口(即设计为电源适配器和终端均为接口的插座,充电/数据线缆两端均为接口插头)。我国为这个标准接口选用的是通用串行总线(USB)规范(2.0规范)的接口,不过两端USB接口类型不同。目前在电源适配器侧配置的是USBA型接口,在终端侧线缆配置的是Micro-USB B型插头、Mini-USB B型插头和圆柱形插头三者可选。其“三段式”配置的充电解决方案的示意图如下图2-2所示。这样,终端可以使用电源适配器为其充电,也可以用电脑的USB-A型接口为其充电,关键是一个统一了接口的电源适配器可以为众多终端充电。

2-2:“三段式”配置的充电解决方案示意图

欲详细了解我国“三段式”配置的充电解决方案具体内容的请进入

3、充电解决方案的推广

在我国首创使用了“三段式”配置的充电解决方案之后,在国际上引起了强烈的反响,受到了欧美等国家的高度重视。当他们认识到该方案的先进性和在环境保护方面的重大意义时,都纷纷在本国开始采用其相应的充电解决方案。他们都参照我国推行的三段式配置充电方案,利用电源适配器侧的USB- A接口,为终端提供多种充电方式。

当然,我国方案同样受到了ITU-TIECGSMA等相关标准化组织的极大关注,也都积极发布了相应的标准。尤其是ITU-T在大力推广的解决方案中,首选了我国方案。GSMA也已经承诺对新的移动电话执行一个通用充电解决方案(UCS)的跨行业标准,UCS产品定义呼吁一个具有基于USB-IF标准的可分离电缆的通用电源供电,USB-IFUSB实施论坛(USB Implementers Forum)。

欲更多了解USB体系结构介绍的请进入

4、充电解决方案的社会效果

根据ITU估计,一个通用移动通信终端通用电源适配器解决方案的广泛采用,将导致减少50%待机能源消耗和大约每年1400万吨的温室气体排放。通用电源适配器解决方案对一些消费者使用将更方便和简单,他们将能够通过任何可用的通用移动电源适配器对他们的移动终端进行充电,而且对很多将来的手持终端采用相同的电源适配器,因此而减少高达50000吨的重复电源适配器。

三、充电解决方案的标准化

1、我国的标准化情况

从节约能源、保护环境、减少电子废弃物、方便消费者、减低用户的使用成本等多方面考虑,我国早在20061214日正式公布了YD/T 1591-2006《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》通信行业标准。该标准统一了充电器充电器及其接口的技术指标要求,结束了一款终端配一个充电器的历史。在接口方面参照采用了通用串行总线(USBA型接口规范,并将统一的连接接口设在充电器一侧。当时并没有规范终端侧的接口要求。当然,这只是第一步。

2009年该标准修订时,又增加对终端侧终端与连接线缆的接口,进行了个性化设计的统一,采用了Micro-USB B型插头、Mini-USB B型插头和圆柱形插头三选一的方案。同时,将充电器改称为“电源适配器”;将移动通信手持机改称为“移动通信终端”;将接口改称为“充电/数据接口”。并将原相关技术要求进行了修订。

由于我国上述“三段式”配置的充电解决方案的通信行业标准的发布使用,引起了国际上相关标准化组织及相关国家的高度重视。为了增大我国方案及标准的影响力,在20164月我国又将YD/T 1591通信行业标准转换成了国家标准,即GB/T 32638-2016。该国家标准与YD/T 1591-2009通信行业标准内容基本相同,只是将电源适配器的额定输出电流范围进行了扩大,两者电流值的差别详见下表3-1中。

3-1GB/T 32638-2016YD/T 1591-2009的电源适配器输出电流值要求的差别

另外,我国在20115月又发布了直流电源适配器的通信行业标准,即YD/T 2306-2011《移动通信终端车载直流电源适配器及接口技术要求和测试方法》,与YD/T 1591构成移动通信终端电源适配器的系列标准。

2ITU的标准化情况

在我国发布了YD/ T 1591通信行业标准之后,得到了ITU-T的高度关注,并在我国的积极推动下,ITU-T201039日首次批准发布了L.1000建议《适用于移动终端和其它ICT设备的通用电源适配器和充电器解决方案》,紧接着在2011年又进行了修订,于20116月又发布了第2个版本。L.1000建议同样推选了我国的“三段式”配置,其间采用USB接口的技术方案,而且以附录III专门介绍我国YD/ T 1591的移动终端通用电源适配器解决方案的案例,详细介绍了YD/ T 1591的具体内容。

欲详细了解上述移动通信终端电源适配器充电解决方案标准化情况的请进入

当然,我国目前的“三段式”配置的充电解决方案的采用推广,也仅是一个阶段式的方案。今后仍将有待于发展,例如目前终端侧的接口并没有完全统一,另外,可将所有移动终端都采用通用的充电解决方案等。

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