隨著公眾對(duì)移動(dòng)通信服務(wù)需求的不斷增長,移動(dòng)通信新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn),使手機(jī)設(shè)計(jì)日趨個(gè)性化,手機(jī)更新?lián)Q代速度進(jìn)一步加快。但是,不同手機(jī)充電器的技術(shù)指標(biāo)和接口各異,無法互換使用,手機(jī)更換造成大量電器閑置。這不僅浪費(fèi)了社會(huì)資源,而且易產(chǎn)生二次環(huán)境污染。
早在2005年初,信息產(chǎn)業(yè)部就委托中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)組織通信運(yùn)營企業(yè)、手機(jī)制造企業(yè)、手機(jī)充電器生產(chǎn)廠家、科研機(jī)構(gòu)等業(yè)內(nèi)相關(guān)單位,開展手機(jī)充電器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究制定工作,規(guī)范和統(tǒng)一手機(jī)充電器的技術(shù)指標(biāo)和接口。經(jīng)過兩年的努力,由信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院、深圳康佳通信科技有限公司起草(主要起草人有劉軍、孟夢(mèng)、袁偉軍、袁園、張夏、何桂立、李宏韜、杜勇)“YD/T1591-2006:移動(dòng)通信手持機(jī)充電器及接口技術(shù)要求和測(cè)試方法”通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)于2006年12月18日正式發(fā)布。
一.制訂標(biāo)準(zhǔn)的意義
從某種程度上將,YD/T1591-2006的發(fā)布,其現(xiàn)實(shí)意義甚至于超過了歐盟的“RoHS指令”,因?yàn)楹笳咴谀稠?xiàng)方面留有余地,對(duì)中小企業(yè)來說操作起來比較來說困難。YD/T1591-2006從實(shí)際情況出發(fā),“從小事做起”,集中解決了容易導(dǎo)致電器資源浪費(fèi)和產(chǎn)生二次環(huán)境污染的關(guān)鍵因素,是政府職能在企業(yè)和消費(fèi)者之間的積極體現(xiàn)。當(dāng)然,頒布YD/T1591-2006的意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)保護(hù)消費(fèi)者的利益:標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后,消費(fèi)者在更換手機(jī)時(shí)不必再次購買充電器,同一個(gè)充電器可以為不同型號(hào)的手機(jī)充電,使用隨手機(jī)附帶的充電連接線纜還可以使用計(jì)算機(jī)上的USB接口給手機(jī)充電。降低了消費(fèi)者購買手機(jī)的消費(fèi)成本,并且得到了更加便利的使用效果。
(2)減少社會(huì)資源的浪費(fèi):如果不做標(biāo)準(zhǔn)化,每生產(chǎn)一部手機(jī)都需要生產(chǎn)一個(gè)充電器,手機(jī)和充電器搭配銷售,隨著手機(jī)更新?lián)Q代加快,大量消耗了社會(huì)資源。按照每年有1億用戶更換手機(jī)來計(jì)算,每年將新增1億個(gè)充電器,若按每個(gè)充電器10元人民幣計(jì)算,一年所產(chǎn)生的成本為10億元。根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì),今年1-9月份我國手機(jī)產(chǎn)量是3.317億部,大家可想而知,造成的資源浪費(fèi)何等驚人。充電器接口統(tǒng)一后,手機(jī)生產(chǎn)與充電器生產(chǎn)不必同步,用戶更換手機(jī)時(shí)就不需再更換充電器,而充電器的正常使用壽命至少為3年,這就意味著我國的充電器生產(chǎn)總量將大幅度減少,為國家和社會(huì)節(jié)約大量材料資源。
(3)減少廢棄電子產(chǎn)品對(duì)生存環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn):廢棄的大量充電器不僅會(huì)涉及處理成本的問題,而且還可能增加環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。在充電器的組成部分中,含有很多金屬和化學(xué)物質(zhì),如果得不到妥善的處理,經(jīng)過長期的氧化和分解之后,會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì),給我們的生存環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。手機(jī)充電器總產(chǎn)出量的減少,可大幅度地降低手機(jī)充電器對(duì)環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。
《移動(dòng)通信手持機(jī)充電器及接口技術(shù)要求和測(cè)試方法》是集科研單位、手機(jī)設(shè)計(jì)制造、充電器設(shè)計(jì)制造企業(yè)集體智慧的結(jié)晶。因此具有很好的可實(shí)現(xiàn)性和可操作性。
(4)用廣泛通用的USB A系列(普通USB)接口,可實(shí)現(xiàn)一線多用,不僅可用于充電,還可用于數(shù)據(jù)傳輸,可通過電腦的USB接口實(shí)現(xiàn)臨時(shí)充電,十分方便;
(5)統(tǒng)一的USB接口放在充電器一側(cè),通過電纜連接到手機(jī)上,手機(jī)與連接電纜的接口由企業(yè)自行設(shè)計(jì),這樣的標(biāo)準(zhǔn)化方式利于手機(jī)外觀及數(shù)據(jù)接口的個(gè)性發(fā)展,既解決了充電通用化、環(huán)保和節(jié)約資源的問題又不影響手機(jī)的設(shè)計(jì)和發(fā)展;
(6)標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)充電器的節(jié)能、可靠性等提出了要求,使消費(fèi)者使用過程中能省電、節(jié)約、可靠性高,提升了充電器的技術(shù)性能;
(7)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)充電器以及手機(jī)充電模式的安全性作了嚴(yán)格規(guī)定,以保證使用安全;標(biāo)準(zhǔn)還妥善考慮了按新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的手機(jī)及其連接線與電腦連接、以及與已經(jīng)銷售的手機(jī)的兼容性和安全性。
二.基本要求
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了手機(jī)充電器和接口的技術(shù)要求,包括交流充電器及其接口的物理特性、電氣特性、安全特性、電磁兼容性、環(huán)境適應(yīng)性等內(nèi)容。從提高實(shí)用效率、利于手機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)的角度出發(fā),該標(biāo)準(zhǔn)在接口方面參照了通用串行總線(USB)類型A系列接口規(guī)范,并將統(tǒng)一的連接接口設(shè)在充電器一側(cè)。
考慮到移動(dòng)通信手持機(jī)的個(gè)性發(fā)展,本標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的連接接口設(shè)在充電器一側(cè),移動(dòng)通信手持機(jī)一側(cè)的連線接口由產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造者自行確定。
1.連接結(jié)構(gòu)
該標(biāo)準(zhǔn)所涉及的手持機(jī)與充電器的接口設(shè)在充電器側(cè),由連接插座和連接插頭的機(jī)械配合以及電氣性能來定義,充電器通過連接線纜另一端與手持機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)充電功能。手持機(jī)與連接線纜的接口由設(shè)計(jì)者自行設(shè)計(jì)。
2.連接接口
連接接口采用通用串行總線接口(參照USB A系列)連接插頭、連接插座。
連接插頭與連接插座之間進(jìn)行插拔,當(dāng)插拔的速率不超過12.5mm/min時(shí),將連接插頭完全插入連接插座所需的力最大應(yīng)不能超過35N,將連接插頭從連接插座中完全拔出所需的力最小應(yīng)不得小于10N。
連接插頭與連接插座在每小時(shí)200個(gè)周期的最大速率下插入/拔出1500個(gè)周期,插拔結(jié)束后機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)無損壞,將連接插頭從連接插座中完全拔出所需的力最小應(yīng)不得小于8N。
(3)連接接口電氣性能
手持機(jī)側(cè)連接接口電氣性能要求有:
(1)手持機(jī)充電接口直流輸入電壓為5V±5%;最大吸收電流為1800mA。無論充電器的輸出功率如何,手持機(jī)側(cè)充電控制電路應(yīng)能根據(jù)自身需求實(shí)施安全充電,不應(yīng)出現(xiàn)過熱、燃燒、爆炸以及其它電路損壞的現(xiàn)象。
(2)手持機(jī)側(cè)充電控制電路應(yīng)具備限壓保護(hù)裝置。手持機(jī)充電接口在導(dǎo)入6Vdc以上電壓時(shí),如果不能保證安全充電,應(yīng)啟動(dòng)保護(hù),在非預(yù)期電壓的情況下,不應(yīng)出現(xiàn)過熱、燃燒、爆炸以及其它電路損壞的現(xiàn)象;謴(fù)后,手持機(jī)應(yīng)能正常工作。
(3)當(dāng)所連接的供電裝置為非本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的充電器(如計(jì)算機(jī)或便攜計(jì)算機(jī)內(nèi)置的USB A系列接口)時(shí),手持機(jī)側(cè)應(yīng)限制最大吸收電流為500mA。
(4)考慮到在此標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之前已經(jīng)生產(chǎn)、銷售的手持機(jī)充電時(shí)吸收電流對(duì)供電裝置的安全性,設(shè)計(jì)者應(yīng)慎重考慮已經(jīng)銷售的手持機(jī)如果不具備本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全充電措施,設(shè)計(jì)者在采用本標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)選擇與原設(shè)計(jì)不同的手持機(jī)與連接線纜充電接口的物理設(shè)計(jì),或在連接線纜上加裝識(shí)別、限流控制裝置,以防止用戶在使用時(shí)誤操作產(chǎn)生危險(xiǎn)。
充電器側(cè)接口要求有:
(1)充電器側(cè)的通用串行總線接口(參照USB A系列)如圖5所示。其中VBus為輸出直流電源的正極,GND為輸出直流電源的負(fù)極(地)。D+和D-應(yīng)在充電器內(nèi)部短接且不與充電器其它任何部分連接。作為一個(gè)特定連接,以便手持機(jī)側(cè)能夠識(shí)別所連接的通用串行總線接口(參照USB A系列)為本標(biāo)準(zhǔn)定義的充電器裝置。
(2)充電器輸出的額定電壓為5V;輸出電流范圍300mA-1800mA,充電器產(chǎn)品應(yīng)標(biāo)識(shí)具體的額定輸出電壓、電流值。
(3)連接接口的絕緣電阻應(yīng)不小于1000MΩ。
(4)連接接口的絕緣材料應(yīng)能承受交流電壓有效值為500V,持續(xù)時(shí)間為1分鐘的耐壓試驗(yàn),無擊穿、打火或飛弧現(xiàn)象。漏電不應(yīng)超過0.5mA。應(yīng)能承受由于開關(guān)、電涌和相似現(xiàn)象造成的瞬間過壓。
(5)低電平的觸點(diǎn)電阻:測(cè)試一對(duì)連接觸點(diǎn)的接觸電阻,試驗(yàn)要求絕緣薄膜(如存在)不應(yīng)被破壞且不會(huì)發(fā)生表面融化現(xiàn)象;一對(duì)連接的觸點(diǎn)在開路情況下,以最大20mV、100mA測(cè)試時(shí),電阻的最大值是30mΩ。
(6)觸點(diǎn)電容:連接接口傳導(dǎo)元件之間的電容,在未連接的每個(gè)觸點(diǎn)之間的最大電容值應(yīng)不大于2pF。
(7)連接接口的絕緣材料應(yīng)達(dá)到V-0級(jí)或更優(yōu)等級(jí)。
3.連接線纜
連接線纜用于數(shù)據(jù)傳輸和充電兼用功能時(shí)其結(jié)構(gòu)應(yīng)符合圖6所示(與USB A系列連接線纜相同)要求。連接線纜由四根導(dǎo)線組成,其中兩根為電源導(dǎo)線(VBus為電源正極;GND為電源負(fù)極),另外兩根(D+、D-)為信號(hào)導(dǎo)線。連接線纜長度為50cm至200cm。
4.充電器要求
(1)交流充電器的輸入插頭應(yīng)符合GB 2099.1-1996中的相關(guān)要求;如充電器輸入端為可拆卸的電源軟線,還應(yīng)符合GB 5023.5-1997和GB 17465.1-1998的要求。輸出插座應(yīng)符合要求。
(2)交流充電器輸入額定交流電壓適應(yīng)范圍應(yīng)為100-240V,容差為±10%。在正常負(fù)載條件下,額定電壓+10%到-10%的范圍內(nèi),其穩(wěn)態(tài)輸入電流不應(yīng)超過額定電流的1.1倍,且能正常工作。
(3)交流充電器應(yīng)能適應(yīng)輸入額定頻率為50/60Hz的電源條件。在正常負(fù)載條件下,額定電壓+10%到-10%的范圍內(nèi),其穩(wěn)態(tài)輸入電流不應(yīng)超過額定電流的1.1倍,且能正常工作。
(4)充電器的額定輸出電壓應(yīng)為直流5V,容差為±5%。
(5)充電器的額定輸出電流范圍應(yīng)為300mA-1800mA。
(6)充電器的輸出電壓與輸出電流之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可采用表1及圖7的要求。
(7)輸入電壓為90-264Vac時(shí),模擬負(fù)載上的電壓范圍為1.50V到4.75V,輸出紋波限值不大于100mA峰峰值;如果負(fù)載短路,電流限值應(yīng)小于950mA。
(8)在任何情況下,不論充電器是否插在電源上,由手持機(jī)側(cè)流向充電器的電流應(yīng)不大于5mA。
(9)輸入電壓100-240Vac,當(dāng)負(fù)載開路時(shí),能量消耗小于300mW。
(10)充電器平均效率應(yīng)不小于50%。
(11)建議充電器的輸出電容范圍在150μF到680μF內(nèi)。
(12)電磁兼容性要求手持機(jī)側(cè)在充電模式下,應(yīng)符合相應(yīng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求。
(13)充電器安全性能應(yīng)符合GB 4943-2001、GB 4943-2001、YD 1268.2-2003中相關(guān)條款的要求。
三.測(cè)試方法
按照手持機(jī)充電器及接口測(cè)試方法要求,手持機(jī)側(cè)的測(cè)試點(diǎn)在連接插頭處,測(cè)量時(shí)應(yīng)將連接線纜可靠連接在手持機(jī)上。具體測(cè)試項(xiàng)目包括:
(1)連接接口測(cè)試,如連接接口機(jī)械結(jié)構(gòu)測(cè)試、連接接口可靠性測(cè)試、連接接口電氣性能測(cè)試、連接接口的阻燃性測(cè)試。
(2)連接線纜測(cè)試,如連接線纜的PVC外套測(cè)試、連接線纜的測(cè)試、接線纜的電氣性能測(cè)試、連接線纜的阻燃性測(cè)試、供電裝置識(shí)別測(cè)試。
(3)充電器測(cè)試,如入、輸出端插頭、插座測(cè)試,輸入電壓適應(yīng)范圍測(cè)試,輸入頻率適應(yīng)范圍測(cè)試,輸出電壓測(cè)試,輸出電流測(cè)試,輸出電壓與輸出電流特性關(guān)系測(cè)試,輸出紋波測(cè)試,短路電流測(cè)試,電流倒灌測(cè)試,無負(fù)載能量消耗測(cè)試,充電器平均效率測(cè)試,輸出電容測(cè)試,電磁兼容性測(cè)試,充電器安全性能測(cè)試,環(huán)境適應(yīng)能力測(cè)試。
四.標(biāo)準(zhǔn)說明
YD/T1591-2006參考了已經(jīng)發(fā)布的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)的技術(shù)要求及測(cè)試方法與這些標(biāo)準(zhǔn)中定義的一致。之后,還需對(duì)車載直流充電器等設(shè)備的技術(shù)要求和測(cè)試方法進(jìn)行研究,并考慮在必要時(shí)增加相應(yīng)的部分,作為本標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充文件。
在本標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中還注意了與以下標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一:GB 4943-2001《信息技術(shù)設(shè)備的安全》、YD 1268.2-2003《移動(dòng)通信手持機(jī)鋰電池充電器的安全要求和試驗(yàn)方法》、GB 9254《信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測(cè)量方法》、GB 17465.1《家用和類似用途的器具耦合器第一部分:通用要求》、《電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值》、GB 17625.2《電磁兼容限值對(duì)額定電流不大于16A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓波和閃爍的限值》。
充電器與移動(dòng)通信手持機(jī)同時(shí)工作時(shí),其電磁兼容特性應(yīng)分別滿足不同制式的移動(dòng)通信手持機(jī)的電磁兼容要求。同時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中,還參考了《通用串行總線規(guī)范(版本2.0)》接口的電氣特性及機(jī)械結(jié)構(gòu)。