本文我将对一款最便宜的带有USB 5V输出的中国产太阳能充电器进行实际测试。该充电器采用26cm×14cm的单面板形式，并具有集成转换器——如果可能的话，应产生稳定的5V输出。在这个话题中，我将检查在阳光明媚的3月或4月是否可以用它来为手机充电，然后展示其内部逆变器的样子。测试将从典型的用户角度进行，即我将拿两部手机（三星和苹果），检查它们是否可以在阳光明媚的日子里充电到任何显著程度。
现在我无法引用我购买这个小设备的具体价格，因为我大约是在一年半前买的，但类似的充电器在网上打着“USB 5V、6W太阳能充电器”的口号，目前价格约为10美元：
这个6W有点夸张，但零售商也以20W及以上卖这个产品。
我的充电器尺寸（包括边距）为26cm×14cm。有几种类型在售，但都不知道名字，所以我无法推荐哪个卖家的型号“更好”。
我选择了最简单的测试方法——就是把手机拿起来试着充电。
我在3月14日进行了第一次尝试。晴天，也是最温暖的一天，15℃左右。
我在13:30开始充电，电池电量为13%。我一直在通过USB Doctor（编者注：即USB电压电流表或电子负载）充电，所以就大大降低了充电效率。
下午2:53已经是22%：
充电83分钟后增加约9%。
我在3月23日进行了第二次测试。那是个阳光明媚的日子，将近有20℃，几乎是春天。
这次我决定直接从面板充电，没有用额外的电压电流表。
测试前一天，我将手机放电到零，尤其是打开各种应用程序（带有3D图形的应用）和手电筒。
在9:30，我确保我的手机已完全放电到0%。
上午10:39，我展开面板并开始充电（至少我是这么认为的）。
原来我估计错了——手机根本没有充电，后来我自己检查了USB Doctor，它显示没有电流流动。
在12:52，我认为这没有效果——手机电量还是0%，无法从该面板开始充电。
我确定USB电缆和面板能正常工作——LD25 USB Doctor显示几乎为2.5W：
我决定用我的笔记本电脑给手机充一点电，只是为了让显示器开始工作：
我把它充电到2%。
下午1:12左右，我重新连接了手机并检查了功耗。
在4.6V时为0.23A，也即1W。
但是，要记住，USB Doctor会使它降低，例如LD25显示就几乎是2.5W。
下午1:18已经是3%了。
13:27已经是7%。
下午2:35，已经是39%。
到15:07，已经是53%。
到15:58，已经是73%：
到16:23已经是82%：
手机几乎充满了电。不幸的是，下午4:30之后我必须结束，但我认为实验很好地表明了这个充电器可以工作。
结论：手机完全放电到0不会开始充电，但至少有1%的时候就可以顺利充电。
现在换一个稍微不同类型的手机——iPhone 8，也把它放电到0。
我在上午11:09开始充电：
这次我立即检查了USB Doctor上的电流，以免手机因为它没有打开而不能充电…但结果很有希望：
4.24V时为0.62A。这个电压远低于USB标准的最小值（4.75V），但手机仍在充电。该面板提供的功率小于3W。
11:21已经是5%了（可以预料到充电图标消失的问题，因为我站着拍照时把面板盖住了）：
11:42时为10%：
12:42时为22%：
13:11时为31%：
到这个阶段，我不得不停止充电，但这个充了电的iPhone能够用上整整一天直到第二天，这很好地说明了这个充电器可以有效工作。
到目前为止，所有测试都是我在户外进行的，天气相当好，并且有可能定期校正面板布置。
为了改变，我决定尝试稍微困难一点的条件。
我决定将面板安装在朝南的阳台上。我用Blender（3D建模软件）设计了支架并用3D打印机进行了打印：
紧固装置在螺栓上有一个拧紧机构和一个便于拧紧的附加旋钮：
其他（单独印刷的）支撑面板的零件包括：
安装好的样子如下——上面还系了根红线，为的是保护面板，以防掉落…
我在10:20时以3%开始测试。这时太阳经常被云层挡住。
下午4:30时，我停了下来，因为开始下雨了——这时充电到66%。
所以也可以在阳台上给手机充电。
我认为有经验的用户可以猜到在这样的太阳能充电器中可以找到什么，但我还是决定检查一下。白色的塑料模具粘有胶水，但在小刀的帮助下，我能够将其移除：
集成电路、扼流圈、整流二极管（肖特基）…降压转换器？
IC为XL1410E1，二极管为SS34。
顺便说一句，这个模块上还有一个红色的LED，在运行过程中会亮起。正如我们所看到的，制造商是用现成的模块组装的这个充电器…
由于天气恶劣，我不得不等待一个温暖而阳光明媚的日子，但当我终于做到时，我有机会测量一下降压转换器前面的电压。
受到光照时有7V；有阴影时则为6V。
最后，我尝试使用第二个USB仪表来进行测量：
但是我没有发现任何新东西，而且这个表在图片中无论如何都看不到显示。
我玩这个充电器有一个目的——检查普通人是否能用它为手机充电。我想我的回答是绝对可以。我们可以用它获得3W功率。
然而，这个测试还可以更科学地进行。外部电源、MCU、RTCC，将当前电流和电压保存到SD卡，然后绘制一张漂亮的图表...
同样应该记住，“充电百分比”不能很好地表示充电器可提供的电量，因为电池具有不同的容量并处于不同的老化状态（随着时间的推移，它们的容量会降低）。
我完全意识到这一点，但我仍然认为我已经对这个主题进行了解读。
事实证明，这个小太阳能充电器绝对可以在晴天给手机充很大一部分电。请记住：
将任何USB仪表连接到手机，都会导致充电困难（USB电压低于标准本身，可能会完全阻止充电）
根据手机的不同，手机完全放电时可能会出现问题（我的三星放电到完全关机的地步根本就“不想”充电，但是当我用笔记本电脑将它充电到1%时，它就可以开始从太阳能充电器正常充电）
当然，USB电缆及其电阻会产生影响
在测量方面，这款充电器在三四月波兰的阳光下能够为三星提供高达0.5A/5V的电流电压或为iPhone提供约0.7A/4.9V的电流电压。
另一个问题也出现了——必须记住，手机本身决定了它可以从充电器获取多少电流。确定充电器电流效率的方法因制造商而异。有些只需要跨接D+和D-两根线，有些则要通过特定电阻将它们连接到VDD和地。但是，充电器有一个负责协商的IC会更好（我不是指QC标准和更高的电压——这些系统也存在于仅以5V工作的充电器中），例如英集芯的IP2112（协议芯片）。
综上所述，我能够从这款充电器中获得最大3W左右的功率。
在此基础上，我们已经可以计算和估计我们在白天实际可以充多少电（也只是大概，因为照明角度本身也很重要）。
我想补充一点，这两部用于测试的手机电池都没有即将耗尽，在用太阳能充电器充电后，我可以正常使用它们一天，最多两天，取决于强度级别（例如，这个iPhone可以使用很长时间，除非拍照或活跃浏览互联网）。
对我来说就是这样。
如果有兴趣，我稍后会进行更详细的测试，画出电流/电压随时间推移的变化图，当然，我会使用外部电源以免干扰测量结果，但我认为这也不是必要。
与此同时，我想问下，各位读者你们中有多少人能够忍受长时间缺乏电力供应？这样的充电器可能看起来像个玩具，但我觉得如果2天没电的话，它真的能在手机使用方面挽救到很多人（在天气好的时候）。
（原文刊登于EDN姊妹网站elektroda，参考链接：Will the cheapest solar charger from China be able to charge a smartphone? ，由Franklin Zhao编译。）
最前沿的电子设计资讯
