拆解：致命的山寨iPhone充电器

美国一名硬件工程师肯·谢里夫(Ken Shirriff)本周在个人博客中撰文，对假冒伪劣充电器是否会引起手机用户触电进行了探讨。他认为，在不符合绝缘规范的情况下，触电确实有可能发生。以下为文章主要内容：

猜想

近期有报道称，南航一名空姐马爱伦由于在iPhone充电时打电话而触电身亡。如果她使用了廉价或假冒伪劣的充电器，那么这样的情况在技术上完全可能发生。

充电器中有340伏直流电，足以致命。在廉价充电器中，输出端与340伏元件之间的距离可能不到1毫米，远小于推荐的安全距离。在某些情况下，充电器可能发生输出短路，这导致通过USB线输出较高的电压。如果用户靠近，例如用手触摸接地的金属表面，那么触电完全可能发生。而在潮湿的环境下，例如浴室中，这样的短路更容易发生。

苹果公司的正品充电器，以及其他品牌经过认证的充电器需要符合严格的安全标准，因此这些充电器通常不存在安全隐患。但由于一些假冒伪劣产品看起来与正品类似，因此正品充电器是否存在隐患需要专家的鉴定。还有一些说法称，房屋内的电线布线可能是导致触电的原因。不过考虑到充电器通常没有接地，因此很难看出错误的布线会带来什么影响。

充电器拆解

我近期在一篇文章中回顾了计算机电源的发展历史。许多人都很好奇，在苹果公司、三星和RIM等公司提供的USB电源中，究竟有一些什么。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。如此复杂的充电器价格只有几美元，且看起来类似苹果公司的正品充电器，这令人好奇。不过拆解之后可以看到，充电器内部一些重要的安全设计都没有做好。

在eBay上以2.79美元购买一个没有牌子的USB充电器

不包括欧标插头，这一没有牌子的充电器厚度只有1英寸(约合2.54厘米)，上面的标记显示：“用于iPhone 4。输入110-240伏、50/60Hz交流电，输出5.2v、1000毫安直流电。中国制造。”除此之外，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，其中大部分空间都没有利用，这样的设计实际上是针对美标插头。由于充电器的输入电压是110至240伏，因此可以在全球通用。

实际的供电电路尺寸比充电器外壳更小，其主要元件如图所示。左侧是标准的USB接口。标准USB接口占据的面积很大，因此当前许多设备都转向了micro-USB接口。黑色和黄色相间的元件是变压器，用于将高压转换为低压。在变压器前方是一个开关三极管。三极管旁边的元件看起来像是电阻，但实际上是一个用于交流输入滤波的电感。电路板下方是一些用于过滤输入输出的电容。

实际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，输入的交流电通过二极管转换为高压直流电，并经由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。反馈电路将输出电压限制为5伏。

具体电路

从细节来看，这是一种自激振荡的反激式变压器。大部分反激式电源使用集成电路芯片去控制频率震荡，但这一充电器却通过变压器反馈实现自激振荡。这减少了所需的元件数量，降低了成本。在这一2.79美元的充电器中，最主要的成本是75美分的控制芯片。

芯片元件示意图

这张图片显示了电路元件。红色方框和英文标识注明了电路板背面的元件。大部分元件都是贴片式元件，绿色电线用于输入交流电，随后经过电感滤波。标记为1N4007的输入二极管和另一个输入电容用于将交流电转换为340伏直流电。标记为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，经过输出电容滤波之后被输送至USB接口。一个简单的反馈电路限制了输出电压。

绝缘和安全

出于安全性考虑，交流电源必须严格绝缘交流输入和直流输出。因此电路需要分为输入和输出两部分，且两部分之间不得有任何电气连接，否则接触直流输出就会引起触电。这两部分的连接通过变压器或光电耦合器来实现。在此次拆解的充电器中，变压器充当了主电源的隔离元件，而光电耦合器则被用于反馈电路中。

仔细观察照片可以看到电路板上用白线画出的绝缘界线。对于输入和输出两部分之间的距离，一些复杂的安全规范做出了详细规定，而至少3到4毫米是必须的。在这一供电电路上，可以看到两部分之间的距离只有约1毫米，而其中一个电阻的安全距离甚至还不到1毫米。

在这样的设计中，充电器很难符合安全规定。实际上，充电器外壳上也没有标注任何安全认证信息。因此，这样的充电器将带来安全风险。实际上，保护用户不接触340伏电压的唯一措施就是这一不到1毫米的距离。

假冒伪劣充电器的另一个危害在于输出的直流电质量很差，存在电压波动，可能影响手机的操作，例如使触摸屏失灵。可以注意到，这一充电器许多节省成本的设计都带来了电压的不平稳。例如输入端只有1个滤波二极管，而不是通常的4个滤波二极管桥接。相对于正常的电路设计，这一充电器的输入和输出滤波模块都已最小化。此外交流电输入也没有任何的保险丝设计，这也将带来危险。

结论

用户应当远离来自不明厂家的廉价交流适配器，并多花一些钱购买有品牌的产品。这样的产品更安全，输出电压更平稳，更有利于设备的触摸屏。