Vape用電安全講義(2) - 如何獲得最大功率？淺談電子式主機

以下內容歡迎隨意轉載

在上一篇的「低壓低電阻好?還是高壓高電阻好？」中
我們所推得的結論是：
在確定目標功率時，高壓高電阻的情況會是安全又效率的，且使用上的感受會相同。

其中的意思是說：假設我習慣用18瓦特的功率，那麼2歐姆6伏特的搭配，會比0.5歐姆3伏特的搭配來得更安全且有效率。

但是如果說我想追求的是大煙量，所以我想要獲得最大的功率，那麼應該要怎麼做呢？

「如何獲得最大功率？淺談電子式主機」

上一篇中有稍微提到，電子式主機為了能夠將穩定的電源提供給線圈使用，必須額外使用一些元件來跟線圈串聯，其中包含一些晶片、電晶體、二集體、電感等等。

其中的原理大概如下：

我們可以把電感器想像成能夠快速充放電的電池。一開始，電池對電感器進行充電，充到夠用時，再進行放電。

意思就是說，當電感器充飽電後，我們的主機裡等同於多了一顆小電池，在適當的配置下，使得輸出的電壓能夠提升或是下降。又在控制晶片的管理下，我們可以得到穩定的輸出電壓，這就是「開關穩壓器(Switching Regulator)」的粗略原理。

然而，上篇有提到說，這些原件都一定有電阻的存在，會造成能量上的耗損。還有更重要的一點，這些原件都有「最大電壓」和「最大電流」的限制。

我們打個比方：
假設某款主機裡所用的電感器最大電流是10A，當我使用0.2歐姆的線圈搭配10V的電壓，依照歐姆定率算出理論上要有50A的電流流過線圈。
可是其中的電感器最大電流只有10A，結果就是其實流經線圈的電流只有10A，算成功率後只有20瓦特。

一樣的主機，我們換捲1歐姆的線圈搭配一樣10V的電壓，算出理論電流應該要有10A，且主機內電感器的最大電流剛好也是10A，所以你會得到跟預期一樣10A的電流，算成功率是100瓦特。

我們得到了一個小結論：因為主機內部元件有最大電壓和最大電流的限制存在，導致輸出功率在低電阻線圈的情況下，不一定會比相對高電阻線圈的情況下來得多。

然而在科技不斷的進步下，市售主機內元件的耐電流也有可能是很高的。
但在現在主機小體積的情況下，同時兼具安全和輸出能力的主機絕對是少見的。

那麼在電子式主機如此多的限制條件下，到底要如何才能得到最大的功率，好讓我獲得最大的煙量呢？

這邊先跟大家公布答案：回歸單純，使用機械式主機。

機械式主機的構造單純很多：
「電池正極－開關－線圈－電池負極」。

這樣簡單的構造使得電池在輸出能量時，在電流的路徑上幾乎沒有能量的耗損，也沒有煩人的最大電流和最大電壓的限制。

我們以Efest IMR 18650 35A為例：
這款動力電池最多可以在35A的電流輸出下安全使用，且鋰電池充飽電後會有4.2V的電壓。
也就是說，他最多能夠產生147瓦特的功率。但要產生這樣的最大功率，我們的線圈要捲幾歐姆的呢？

利用歐姆定律我們可以簡單的算出來：充飽電時，如果搭配0.12歐姆的線圈時，就可以獲得該電池最大147瓦特的功率。

我們又可以歸納出一個公式：
當我使用某款最大電流為I安培的電池時，配置4.2/I(4.2伏特 除以 I安培)歐姆的線圈，可以獲得這款電池最大4.2*I(4.2伏特 乘以 I安培)的功率。

但是鋰電池還有一個惱人的特性存在：充飽電時的電壓大約是4.2伏特，沒電時的電壓大約是2.7伏特。這意味著當你使用機械式主機時，你每一口的感受都會不一樣，因為你的電池電壓持續的在下降，這也是電子式主機存在的最大優勢－穩壓。

所以說，如果你追求的是大煙量，且照著我上述的公式配置出你的線圈，安裝在機械式主機上的話，你必須要隨時對電池充飽電，才能持續獲得最大功率。

然而機械式主機相對於電子式主機，少了許多安全上的功能，例如：短路保護、過放保護、放電時間保護等等。
也就是說，如果你使用的是機械式主機，你必須要常常注意以下幾點事情：

1. 確保沒有短路的發生。
2. 確保你的電池電壓不要低於2.7伏特。
3. 確保不要長時間的按壓開關。

這些是很重要的，畢竟鋰電池不是玩具，使用不當不僅會造成電池永久毀損，甚至發生爆炸。

最後我們來個結論：

電子式主機主要不是設計來提供大功率的，而是提供安全、方便的操作，其最大的優點是穩壓功能，這使得不論電池的電量高或低，使用上的感受都不會差太多。而這些方便的功能必須犧牲掉電池原生的最大輸出功率，也會有能量轉換效率的問題。

如果要追求的是大功率，那麼機械式主機會比較適合你：機械式主機幾乎沒有能量耗損的問題，也不會限制住電池的最大輸出功率。但是相對於電子式主機，機械式主機沒有層層的安全把關，所以使用上要非常注意安全問題。

使用電子煙時，除了獲得最佳的感受外，也要呼籲大家安全性的考量，別因為使用電子煙搞得斷手斷腳的！

再重申一次：歡迎隨意轉載！

Vaping is the futrue!