Как проверить ёмкость пауэрбанка: mAh, Wh и номинальная выходная ёмкость для OEM-заказчиков

Чтобы проверить полезную ёмкость пауэрбанка, полностью зарядите готовое устройство, затем разрядите его через управляемую электронную нагрузку до согласованного условия завершения. Регистрируйте выходное напряжение, ток и время и указывайте результаты в mAh и Wh для выбранного выходного профиля. Сравнивайте их с номинальной выходной ёмкостью изделия в тех же условиях. Значение mAh аккумуляторных элементов, напечатанное на лицевой стороне, относится к другой точке измерения.

Перейти к разделу: Испытательное оборудование · Проверка ёмкости за 6 шагов · Пересчёт mAh/Wh · Контрольный список приёмки OEM.

Фотографии поставщика с показанием «6,000mAh» недостаточно для одобрения OEM-заказа. В отчёте также должны быть указаны выходное напряжение и порт, начальный заряд и причина завершения испытания. Необходимо идентифицировать образец, производственную партию и метод испытания, чтобы результат можно было связать с поставляемой конфигурацией.

Это руководство касается испытаний ёмкости неповреждённых пауэрбанков в условиях нормальной эксплуатации. Используйте рекомендации для согласования закупочных требований с поставщиком; само испытание проводите согласно установленному стандарту и лабораторным правилам безопасности. Числовые примеры являются расчётами, а не результатами испытаний продукции YULIDA.

Что на самом деле означает ёмкость пауэрбанка?

Ёмкость характеризует электрический заряд, а ватт-часы — энергию. Keysight разграничивает Ah и mAh с одной стороны и Wh с другой и поясняет, что номинальная энергия аккумулятора рассчитывается умножением ёмкости на номинальное напряжение. Для определения фактической энергии разряда необходимо измерять напряжение и ток в контролируемых условиях. Keysight: проверка заявленной ёмкости и энергии аккумуляторов.

При изучении спецификации не смешивайте следующие показатели:

Величина	Что она описывает	Что должен зафиксировать покупатель
Ёмкость элемента или аккумулятора, mAh	Заряд на уровне аккумулятора при установленном методе испытания	Является ли значение минимальным, номинальным или типичным; соответствующие напряжение и конфигурация
Номинальная энергия аккумулятора, Wh	Ёмкость в Ah, умноженная на соответствующее номинальное напряжение	Заявленная энергия на уровне аккумулятора и основа её расчёта
Номинальная выходная ёмкость, mAh	Заявленная выходная ёмкость при указанных условиях разряда	Порт, выходное напряжение, ток и метод испытания
Измеренная выходная энергия, Wh	Энергия, переданная через определённую точку измерения во время испытания	Журнал напряжения и тока, условие завершения и учтённые потери в кабеле или оснастке
Максимальная выходная мощность, W	Скорость, с которой изделие может отдавать энергию	Поддерживаемый профиль, продолжительность и условия работы

«65W» обозначает выходную мощность, а «20,000mAh» — ёмкость по заряду. Чтобы оценить пригодность пауэрбанка для ноутбука, необходимо также знать запасённую энергию и мощность, которую его порт USB-C способен поддерживать длительно.

Перед расчётом Wh уточните, к какому напряжению относится значение mAh. Для последовательно соединённой батареи может указываться фактическое напряжение сборки, а маркетинговое значение mAh может быть приведено к напряжению отдельного элемента. Умножение такой приведённой ёмкости на более высокое напряжение сборки завышает энергию. Поставщик должен объяснить взаимосвязь заявленных mAh, напряжения и Wh.

Почему у пауэрбанка на 10,000mAh номинальная выходная ёмкость может быть ниже

Рассмотрим аккумулятор с номинальными значениями 10,000mAh и 3.7V:

10,000mAh ÷ 1,000 × 3.7V = 37Wh

Если бы все 37Wh этой номинальной энергии можно было передать при напряжении ровно 5V, соответствующий заряд составил бы:

37Wh ÷ 5V × 1,000 = 7,400mAh

Этот расчёт предполагает передачу номинальных 37Wh без потерь. При испытании результат зависит от преобразования напряжения, собственного энергопотребления изделия и условия завершения разряда. Фактическая энергия разряда аккумулятора также может отличаться от номинальной, поэтому выходная ёмкость 7,400mAh не гарантируется.

Наглядный пример приведён в спецификации Xiaomi PB1022ZM: для аккумулятора указаны 37Wh, 3.7V и 10,000mAh, а номинальная выходная ёмкость составляет 5,500mAh при 5V/3A. Оба показателя описывают одно изделие, но относятся к разным точкам измерения. Официальные характеристики Xiaomi.

По этим заявленным данным 5,500mAh при 5V соответствует 27.5Wh. Деление 27.5Wh на 37Wh даёт около 74.3%. Деление 5,500mAh на 10,000mAh даёт 55%, но это не расчёт энергетической эффективности, поскольку напряжения различаются.

Используйте эти числа для проверки арифметики, а не как приёмочный предел для другой модели.

При сравнении разных выходных напряжений используйте Wh

При постоянном напряжении:

Выходная энергия (Wh) = выходная ёмкость (mAh) ÷ 1,000 × напряжение (V)

В таблице ниже одни и те же условные 30Wh выражены при разных фиксированных напряжениях. Это не означает, что один пауэрбанк будет отдавать 30Wh в каждом режиме.

Фиксированное выходное напряжение	Заряд, эквивалентный 30Wh
5V	6,000mAh
9V	Приблизительно 3,333mAh
20V	1,500mAh

Таким образом, более низкое показание mAh при 20V само по себе не свидетельствует о меньшем запасе энергии.

Если напряжение во время испытания меняется, рассчитывайте энергию по журналу напряжения и тока, а не умножением суммарных mAh на одно номинальное напряжение. Для зарегистрированных интервалов в секундах:

Выходная ёмкость (mAh) ≈ Σ[ток (A) × интервал (s)] ÷ 3.6

Выходная энергия (Wh) ≈ Σ[напряжение (V) × ток (A) × интервал (s)] ÷ 3,600

Измерения должны быть репрезентативными для каждого интервала. Используйте подходящее интегрирование или усреднение методом трапеций и частоту регистрации, позволяющую отследить исследуемое поведение. Редкие измерения могут пропустить изменения между отсчётами; расчёт не восстановит быстрые переходные процессы напряжения, которые прибор не зарегистрировал.

Проверьте, как поставщик рассчитал «эффективность»

Прежде чем сравнивать показатели эффективности, уточните, что измерялось на входе и выходе и в каких условиях работы.

Texas Instruments публикует данные КПД повышающего преобразователя в своей эталонной разработке пауэрбанка. Эти данные сопоставляют электрические параметры выхода и входа в заданных рабочих точках. Они характеризуют эту схему, а не энергию, отдаваемую готовым пауэрбанком за полный разряд. Эталонная разработка TI PMP9776.

КПД преобразователя — это выходная мощность, делённая на измеренную входную мощность преобразователя в тех же условиях работы. Если поставщик делит выходные Wh за полный разряд на номинальные Wh аккумулятора, он сообщает другое отношение: отданную энергию относительно номинала аккумулятора. Этот показатель не позволяет выделить потери преобразователя.

Эффективность полного цикла сравнивает полученную выходную энергию с энергией, затраченной на последующую зарядку. Для такого испытания необходимы согласованные начальное и конечное состояния аккумулятора и чётко определённые точки измерения.

Здесь важно расположение измерителя. Измерение со стороны электросети включает потери адаптера, а измерение на USB-входе пауэрбанка их исключает. В обоих случаях измеряется подведённая энергия или заряд, а не заряд, запасённый внутри элементов.

При сравнении коммерческих предложений запрашивайте определение и протокол испытаний для каждого заявления об эффективности. Процент, измеренный на одном порте при одной нагрузке, может быть неприменим к другим этапам разряда.

Подготовьте испытательное оборудование и определите точку измерения

Стенд должен обеспечивать управляемую нагрузку и измерение напряжения и тока. Он также должен сохранять данные после отключения пауэрбанка.

Для USB-C PD совместимый потребитель или триггер должен запросить требуемый профиль. Согласование можно проверить анализатором протокола. Нагрузка, настроенная на потребление 2A, сама по себе не запрашивает 9V у источника PD. USB-IF описывает Power Delivery как систему согласования, в которой устройства запрашивают подходящее питание. Обзор USB-IF Power Delivery.

Используйте оборудование, рассчитанное на выбранные напряжение, ток и длительное рассеивание мощности. Проверьте рабочие пределы при фактическом испытательном напряжении, а не только заявленную мощность. Программируемые нагрузки могут поддерживать режимы постоянного тока и постоянной мощности; это разные способы регулирования. Электронные нагрузки Keithley Series 2380.

Для согласованного испытания укажите:

• Подходящую электронную нагрузку и необходимое устройство-потребитель с поддержкой протокола или анализатор.
• Средства измерения напряжения и тока с документированной точностью и статусом калибровки.
• Кабель или оснастку с соответствующими номинальными параметрами и фотографию схемы подключения.
• Контроль температуры и хранение данных, сохраняющее записи после отключения выхода.

Определите, измеряется ли энергия на выходном разъёме изделия или на дальнем конце комплектного кабеля. Измерение после кабеля включает потери в нём и контактах. Если речь идёт об энергии на штекере встроенного кабеля, его потери относятся к поставляемому изделию.

Используйте одинаковую испытательную оснастку при сравнении поставщиков. Учитывайте влияние измерителя на цепь и энергопотребление вспомогательных устройств. Если анализатор может питаться от внешнего источника, убедитесь, что он не подаёт энергию в измеряемую выходную цепь.

Как провести воспроизводимое испытание ёмкости пауэрбанка

Используйте эту последовательность для обсуждения процедуры с заводом. Если проект предусматривает определённый стандарт, следуйте методике согласованной редакции; этот контрольный список её не заменяет.

1. Идентифицируйте образец до зарядки

Запишите SKU, номер образца или серийный номер, производственную партию, модель аккумулятора, ревизию PCBA и прошивку, если эти сведения доступны. Сфотографируйте маркировку с номинальными характеристиками. Укажите, является ли устройство новым, контрольным производственным образцом или бывшим в эксплуатации возвратом.

Сверьте конструкцию с документацией утверждённого образца. Отчёт для варианта другой ёмкости или более ранней ревизии платы не подтверждает характеристики текущей поставки.

2. Установите условия зарядки, выдержки и окружающей среды

Зарядите устройство через штатный вход утверждённым зарядным устройством и кабелем. Соблюдайте метод завершения зарядки производителя и согласованное время выдержки. Запишите температуру окружающей среды и все подготовительные циклы; не добавляйте повторные циклы до тех пор, пока слабый образец случайно не пройдёт испытание.

Перед обычным испытанием выходной ёмкости отключите входное питание. При активной сквозной зарядке в систему может поступать внешняя энергия, поэтому результат уже не будет характеризовать разряд только первоначально заряженного аккумулятора.

Режим разряда, температура и условие завершения влияют на результаты испытания аккумулятора. Руководство Keysight по электронным нагрузкам объясняет эти зависимости и необходимость соблюдения нижнего предела разряда. Пример для аккумуляторного элемента в нём не является спецификацией отключения USB-выхода готового пауэрбанка. Основы работы с электронными нагрузками Keysight.

3. Подтвердите порт и выходной профиль

Подключите оснастку и выберите требуемый режим. Перед записью испытания проверьте фактическое выходное напряжение, а для PD — согласованный профиль. Обнулите счётчики энергии, ёмкости и времени.

Чтобы проверить выходную ёмкость, заявленную при 5V/3A, проводите испытание при 5V/3A на устройстве и стенде, рассчитанных на этот режим. Результат при 5V/1A учитывайте отдельно. Также фиксируйте состояние неиспользуемых портов и беспроводной зарядки.

4. Подайте согласованную нагрузку и регистрируйте разряд

В режиме постоянного тока нагрузка стремится поддерживать выбранный ток. В режиме постоянной мощности она регулирует ток при изменении напряжения, чтобы поддерживать заданную мощность в пределах своих возможностей. Укажите используемый режим.

Сохраняйте напряжение, ток, прошедшее время и накопленную энергию вместе с данными температуры. Включайте в журнал прерывания и повторное согласование профиля. Продолжение работы на пониженной мощности после сброса нельзя представлять как непрерывную работу с исходным профилем.

5. Остановитесь при установленном условии завершения

Укажите, заканчивается ли измерение ёмкости при штатном отключении выхода или при определённой потере допустимых выходных параметров, включая необходимую длительность нахождения ниже предела. Зафиксируйте первое событие, прекращающее действительное испытание.

Аварийная остановка по безопасности, потеря согласованного PD-контракта и штатное отключение из-за разряда аккумулятора — разные результаты. Не перезапускайте устройство многократно и не прибавляйте полученную после этого энергию к результату непрерывного испытания, если согласованная методика прямо не предусматривает такую проверку восстановления.

6. Сохраните результат и повторите испытание по плану

Сохраните исходный журнал, итоговые показания счётчиков, файл настроек испытания и фотографию стенда под идентификатором образца. Рядом с итоговым показанием mAh укажите причину остановки.

Перед независимым испытанием на другом профиле полностью зарядите устройство и восстановите заданные условия. Соблюдайте согласованные число образцов и план повторений. Если результаты существенно различаются, исследуйте стенд и образцы, прежде чем использовать среднее значение для решения о приёмке.

Разделяйте проверку маркировки и испытания для конкретных сценариев использования

Проверяйте заявленную ёмкость при указанных номинальных условиях. Для оценки нагрузки ноутбуков, маломощных устройств и других сценариев проводите отдельные испытания и указывайте назначение каждого отчёта.

Цель испытания	Какие условия определить	Какие результаты сохранить
Проверка номинальной выходной ёмкости	Заявленные порт, напряжение, нагрузка и условия окружающей среды	mAh, Wh и соответствие заявленному требованию
Оценка питания ноутбука	Поддерживаемый профиль PD и согласованная непрерывная нагрузка	Выходные Wh, время работы в требуемом диапазоне мощности и любое снижение мощности
Использование маломощных устройств	Репрезентативная нагрузка и настройка режима малого тока	Отданная энергия, автоматическое отключение и поведение при повторном запуске
Одновременные выходы	Заданные нагрузки на всех активных выходах	Энергия по каждому порту, суммарная энергия и прерывания

При одновременной работе проводных выходов суммируйте Wh, измеренные в рамках одного разряда. Нельзя складывать результаты двух отдельных портов, полученные после разных полных зарядок, и называть сумму общей ёмкостью изделия.

Учитывайте результаты беспроводной зарядки отдельно, если границы измерения не определены полностью. Энергия на беспроводном приёмнике проходит иной путь преобразования, чем энергия на USB-порте. В отчёте должны быть указаны выбранный приёмник, взаимное расположение и условия испытания.

Используйте отдельный контрольный список технических характеристик USB-C PD для утверждения протокола и совместной работы выходов. Одно испытание ёмкости не подтверждает все заявления о зарядке.

Как исследовать низкое или нестабильное показание

Если показание кажется неверным, сначала проверьте условия измерения. Низкий результат сам по себе не доказывает поддельность элементов и не даёт основания снижать согласованный приёмочный предел.

Наблюдение	Что проверить дальше
Выходные mAh ниже mAh на лицевой маркировке	Сравните напряжения, к которым относятся значения, и пересчитайте их в Wh; найдите условия заявленной выходной ёмкости
Испытание заканчивается значительно раньше ожидаемого	Проверьте начальный заряд, выбранную нагрузку, согласованный выходной режим и зарегистрированную причину отключения
Низкое напряжение на стороне нагрузки	Проверьте потери в кабеле и контактах; сравните напряжение в согласованной точке измерения изделия
Результаты повторных испытаний существенно различаются	Проверьте условия зарядки и выдержки, температуру, сброс счётчиков, калибровку и историю образца
Во время разряда выходная мощность снижается	Отделите энергию, отданную до снижения мощности, от последующей; сравните с требованием длительно поддерживаемой мощности
После отключения итоговое показание отсутствует	Проверьте питание регистратора и сохранение данных; не восстанавливайте положительный результат по более раннему снимку экрана

Если стенд исправен, а образец по-прежнему не достигает согласованного предела, сохраните протокол неудовлетворительного результата с идентификатором партии. Запросите документированное расследование и свяжите любую доработку, замену или повторное испытание с этим исходным результатом.

Включите критерии приёмки по ёмкости в закупочную спецификацию

Фраза «реальные 10,000mAh» слишком расплывчата для решения о приёмке. Указывайте характеристики аккумулятора отдельно от выходных требований к готовому изделию. Для аккумуляторного компонента запрашивайте минимальную и типичную ёмкость с соответствующими условиями из технического описания; эти документы рассмотрены в «Руководство по выбору аккумуляторных элементов» .

Для готового устройства укажите требуемые выходные mAh или Wh вместе с условиями испытания и точкой измерения. Если требование содержит и mAh, и Wh, поясните их взаимосвязь и порядок учёта изменений напряжения.

Не применяйте универсальное правило «70%», «80%» или «90%», не определив знаменатель и техническое обоснование. Приёмочное значение должно соответствовать подтверждаемым заявлениям о продукте, применимым требованиям и подписанной спецификации. Пиковый КПД преобразователя не является допустимой приёмочной поправкой на недостающую ёмкость аккумулятора.

Согласуйте с лабораторией, как неопределённость измерений будет влиять на результаты вблизи предела, включая условия заключений «соответствует», «не соответствует» и «результат неопределённый». Неопределённость автоматически не уменьшает договорный минимум.

Письменно закрепите число образцов, допустимое число несоответствий и правило повторного испытания. Поскольку среднее значение по поставке может скрывать отдельные несоответствия, укажите, должен ли каждый выбранный экземпляр достигать минимума и что означает отказ одного экземпляра для выпуска партии.

Задание на испытание ёмкости для приложения к RFQ

Поле	Обязательные сведения
Идентификационные данные продукта	Модель, SKU, ревизия, утверждённый аккумулятор и производственная партия
Заявленные параметры аккумулятора	mAh, соответствующее номинальное напряжение, Wh и основа определения номинала
Выходное требование	Минимальные mAh и/или Wh с указанием заявленных порта и профиля
Подготовка к испытанию	Входное зарядное устройство и кабель, завершение зарядки, выдержка и подготовительные циклы
Окружающая среда	Диапазон температуры окружающей среды, температура образца и его положение
Настройки разряда	Режим CC или CP, ток/мощность и состояния других выходов
Границы измерения	Расположение разъёма, комплектный кабель и учитываемые потери в оснастке
Условия завершения	Штатное условие завершения, критерии допустимого выхода и отдельные пределы аварийной остановки по безопасности
Оборудование	Идентификаторы приборов, точность, статус калибровки и настройки регистрации
План приёмки	Число образцов, правила решения по экземпляру/партии, учёт неопределённости и повторных испытаний
Подтверждения	Исходные данные, кривая разряда, фотография стенда, температуры и причина остановки

Отправьте этот незаполненный шаблон требований вместе со спецификацией изделия. Прежде чем утверждать заявление о ёмкости на маркировке или упаковке, получите согласованную методику и результаты испытаний, привязанные к идентифицированным образцам. Сам шаблон не является доказательством испытания.

Проверяйте заявления о числе зарядок телефона испытанием устройства

Используйте телефон для проверки совместимости. Для воспроизводимого сравнения ёмкости используйте управляемую нагрузку: экран, ПО, температура и контроллеры зарядки телефона изменяют его потребление во время испытания.

Чтобы оценить число зарядок, исходите из измеренной полезной выходной энергии в Wh и энергетической потребности аккумулятора телефона. Затем учтите потери после точки измерения пауэрбанка и работу телефона во время зарядки. Укажите модель телефона, начальный и конечный уровни заряда и условия испытания.

Деления «20,000mAh» на «5,000mAh» недостаточно, чтобы заявить о четырёх полных зарядках. Подтвердите такое заявление воспроизводимым испытанием указанного устройства.

Разделяйте оценку ёмкости и безопасности

Неповреждённое устройство может отдавать ожидаемую энергию и всё равно нуждаться в отдельной оценке безопасности. По описанию UL, стандарт UL 2056 охватывает такие опасности пауэрбанков, как перезаряд/чрезмерный разряд, короткие замыкания, перегрузка и тепловое поведение. Обычное испытание разрядной ёмкости не воспроизводит эту программу безопасности. UL Solutions: испытания безопасности пауэрбанков.

Проводите испытания под наблюдением в подходящей рабочей зоне, используя оснастку с соответствующими номиналами и утверждённые пределы безопасности. Остановитесь, если устройство вздувается, протекает, издаёт необычный запах или превышает эти пределы. Следуйте действующей на площадке процедуре аварийного реагирования для аккумуляторов. Не вскрывайте корпус, не обходите защиту и не принуждайте устройство к дальнейшему разряду ради более высокого показания.

Часто задаваемые вопросы

1. Доказывает ли более низкое показание mAh на USB-выходе фиктивную ёмкость?

Нет. Сначала проверьте, не относятся ли номиналы аккумулятора и USB-выхода к разным напряжениям. Сравните Wh, затем проведите испытание при заявленных выходных условиях. Если результат всё равно ниже подтверждаемого требования, исследуйте недобор, а не списывайте его на преобразование напряжения.

2. Может ли USB-тестер измерить ёмкость внутренних элементов пауэрбанка?

USB-тестер измеряет заряд и энергию в точке подключения, а не внутри элементов. Он не может подтвердить идентичность элементов. Проверка их ёмкости требует отдельного контролируемого испытания с соответствующим лабораторным оборудованием; при обычных проверках покупателя готовое устройство следует оставлять невскрытым.

3. Нужно ли проводить испытание при 5V или при напряжении USB-C PD?

Для проверки номинальной выходной ёмкости используйте заявленные условия. Для ноутбука или другого применения PD добавьте отдельное испытание на соответствующем поддерживаемом профиле. Для каждого испытания фиксируйте напряжение, нагрузку и условие завершения, а при разных напряжениях сравнивайте Wh.

4. Равны ли mAh, зарегистрированные при зарядке, ёмкости аккумулятора?

Нет. Показание зависит от входного напряжения и начального заряда аккумулятора. Энергия зарядки также покрывает потери при зарядке и собственное потребление изделия, поэтому входной счётчик не определяет ёмкость внутренних элементов или полезную выходную энергию.

5. Какой процент эффективности должен принимать OEM-заказчик?

Допустимое значение зависит от того, что именно измеряет этот процент. КПД преобразователя, отношение выходных Wh к номинальным Wh аккумулятора и эффективность полного цикла используют разные входные и выходные величины. Согласуйте определение, условия и приёмочное значение для закупаемой модели.

6. Можно ли испытать два выходных порта отдельно и сложить их ёмкости?

Нет, если каждое испытание начинается после отдельной полной зарядки. В каждом испытании запасённая энергия аккумулятора используется заново. Для определения суммарного одновременного выхода испытывайте согласованную комбинацию портов в рамках одного разряда и суммируйте Wh, измеренные на активных выходах.

Обсудите требования к ёмкости с YULIDA

Сообщите YULIDA нужную ёмкость, целевые устройства, выходные профили, требования к кабелям и ожидаемый объём заказа. Приложите приведённое выше задание на испытание и запросите результаты для конфигурации, которую планируете заказать.

Проверьте заявленные параметры аккумулятора и выходные результаты готового изделия до утверждения образца. После согласования методики и критериев приёмки включите их в производственную спецификацию. Обратитесь в YULIDA по проекту внешнего аккумулятора.

Официальные источники и проверка

Эти первоисточники подтверждают рассматриваемые в статье сведения о стандартах, совместимости, безопасности или перевозке. Уточняйте действующие требования для точной модели продукта и целевого рынка.

• USB Implementers Forum — Спецификации и рекомендации по USB Type-C и USB Power Delivery.
• UL Solutions — стандарты безопасности аккумуляторов и техническая информация по безопасности.