拆解:致命的山寨iPhone充电器
美国一位硬件工程师肯·谢里夫(Ken Shirriff)本周在个人博客中撰文,对冒充伪劣充电器是否会惹起手机用户触电进行了探究。他觉得,在不合乎绝缘标准的情况下,触电确实有可能产生。以下为文章要紧内容:
近期有报道称,南航一位空姐马爱伦因为在iPhone充电时打电话而触电身亡。若她应用了低价或冒充伪劣的充电器,辣么如许的情况在技术上彻底可能产生。
充电器中有340伏直流电,足乃至命。在低价充电器中,输出端与340伏元件之间的间隔可能不到1毫米,远小于保举的安全间隔。在某些情况下,充电器可能产生输出短路,这造成通过USB线输出较高的电压。若用户凑近,比方用手触摸接地的金属表面,辣么触电彻底可能产生。而在潮湿的情况下,比方浴室中,如许的短路更轻易产生。
苹果公司的正品充电器,以及其余品牌经过认证的充电器需求合乎严格的安全标准,所以这些充电器平时不存在安全隐患。但因为少许冒充伪劣产品看起来与正品相似,所以正品充电器是否存在隐患需求专家的判定。另有少许说法称,房屋内的电线布线不妨造成触电的缘故。但是考虑到充电器平时没有接地,所以非常丢脸失足误的布线会带来甚么影响。
充电器拆解
我近期在一篇文章中回首了计算机电源的开展经历。非常多人都非常猎奇,在苹果公司、三星和RIM等公司提供的USB电源中,毕竟有少许甚么。我在eBay上以2.79美元购买一个没有牌子的USB充电器,对其进行了拆解。云云复杂的充电器费用惟有几美元,且看起来相似苹果公司的正品充电器,这使人猎奇。但是拆解以后可以看到,充电器里面少许紧张的安全计划都没有做好。
在eBay上以2.79美元购买一个没有牌子的USB充电器
不包含欧标插头,这一没有牌子的充电器厚度惟有1英寸(大概合2.54厘米),上头的标志表现:“用于iPhone 4。输入110-240伏、50/60Hz交换电,输出5.2v、1000毫安直流电。中国生产。”除此以外,充电器上没有厂商、序列号和安全认证的标志。拆开这一充电器后可以看到,此中大片面空间都没有益用,如许的计划现实上是针对美标插头。因为充电器的输入电压是110至240伏,所以可以在环球通用。
现实的供电电路尺寸比充电器外壳更小,其要紧元件如图所示。左侧是标准的USB接口。标准USB接口占有的面积非常大,所以目前非常多装备都转向了micro-USB接口。黑色和暖色相间的元件是变压器,用于将高压转换为低压。在变压器前面是一个开关三极管。三极管附近的元件看起来像是电阻,但现实上是一个用于交换输入滤波的电感。电路板下方是少许用于过滤输入输出的电容。
现实的供电电路尺寸比充电器外壳更小
简而言之,这是一种“反激开关电源”。在这一供电电路中,输入的交换电通过二极管转换为高压直流电,并经过开关三极管传送至变压器,在变压器输出后再经过二极管转换为低压直流电。反应电路将输出电压限制为5伏。
详细电路
从细节来看,这是一种自激振荡的反激式变压器。大片面反激式电源应用集成电路芯片去掌握频率震动,但这一充电器却通过变压器反应实现自激振荡。这削减了所需的元件数目,低落了老本。在这一2.79美元的充电器中,非常要紧的老本是75美分的掌握芯片。
芯片元件表示图
这张图片表现了电路元件。血色方框和英文标识说明了电路板反面的元件。大片面元件都是贴片式元件,绿色电线用于输入交换电,随后经过电感滤波。标志为1N4007的输入二极管和另一个输入电容用于将交换电转换为340伏直流电。标志为MJE13003的三极管开关以可变频率将直流电输送至变压器。
在输出端,一个肖特基二极管将变压器输出转换为直流,经过输出电容滤波以后被输送至USB接口。一个简单的反应电路限制了输出电压。
绝缘和安全
出于安全性考虑,交换电源务必严格绝缘交换输入和直流输出。所以电路需求分为输入和输出两片面,且两片面之间不得有任何电气持续,不然接触直流输出就会惹起触电。这两片面的持续通过变压器或光电耦合器来实现。在这次拆解的充电器中,变压器充任了主电源的断绝元件,而光电耦合器则被用于反应电路中。
周密调查照片可以看到电路板上用白线画出的绝缘界线。对于输入和输出两片面之间的间隔,少许复杂的安全标准做出了细致划定,而起码3到4毫米是务必的。在这一供电电路上,可以看到两片面之间的间隔惟有大概1毫米,而此中一个电阻的安全间隔乃至还不到1毫米。
在如许的计划中,充电器非常难合乎安全划定。现实上,充电器外壳上也没有标注任何安全认证消息。所以,如许的充电器将带来安全风险。现实上,护卫用户不接触340伏电压的不二错失即是这一不到1毫米的间隔。
冒充伪劣充电器的另一个风险在于输出的直流电品质非常差,存在电压颠簸,可能影响手机的操纵,比方使触摸屏失灵。可以留意到,这一充电器非常多节减老本的计划都带来了电压的不服稳。比方输入端惟有1个滤波二极管,而不是平时的4个滤波二极管桥接。比较于平常的电路计划,这一充电器的输入和输出滤波模块都已非常小化。别的交换电输入也没有任何的保险丝计划,这也将带来凶险。
用户该当阔别来自不明厂商的低价交换适配器,并多花少许钱购买有品牌的产品。如许的产品更安全,输出电压更安稳,更有益于装备的触摸屏。