USB кабели, тестирование

Сопротивление кабеля - очень важный фактор для зарядных кабелей (для передачи данных это не имеет особого значения), который влияет на эффективность зарядки и падение напряжения на кабеле, поскольку из-за внутреннего сопротивления кабеля (в проводах и в штекерах). Часть энергии от зарядного устройства к заряжаемому устройству теряется и рассеивается в виде тепла из-за сопротивления кабеля. Чем выше сила протекаемого электрического тока, тем больше будут потери энергии. Именно поэтому USB-кабели, предназначенные для зарядки большим током (например, superVOOC, Hypercharge и т. д.), обычно более толстые. Вы также можете заметить эффект сопротивления кабеля, когда ваш смартфон получает меньше вольт, чем подает зарядное устройство (например, 8.4V вместо 9V). Если сопротивление слишком велико (>800 mOhm), кабель или штекер могут перегреваться, а некоторые даже быть опасными для использования. Кроме того, потери мощности в кабеле особенно нежелательны для портативных зарядных устройств, таких как powerbank, солнечные батареи, где каждая капля энергии на счету.

​

Требования к сопротивлению USB-С кабеля (пассивного или активного) по USB стандартам:

Лимит падение IR (напряжения) по линии VCC<0.5V, GND<0.25V (всего 0.75V)

Это означает, что для UsbC кабелей рассчитанных на передачу тока 3A (60W) максимальное сопротивление: 250mOhm, а для кабелей с рейтингом 5А (100W/240W) максимальное сопротивление: 150mOhm.

 

Требования к сопротивлению UsbA-B кабелям не определены таким же образом как для UsbC, но есть указание, что максимальное падение напряжения 0.25mV при нагрузке в 500мА. ECN требования также определяют падения напряжения по линиям VCC+GND как 0.125mV+0.125mV, а также разрешение источникам питания устанавливать 5.5V на выходе.

Указанное выше определяет сопротивление кабеля в размере 500mOhm для токов 500мА.

Однако UsbA/B кабели могут передавать и более высокие токи до 1.5А (DCP протокол), что позволяет сделать вывод, что UsbA-B кабель в идеальном сценарии, должен иметь сопротивление 170mOhm, но учитывая, что источник может завышать напряжение до 5.5V можно сделать вывод, что кабели сопротивлением до 350мOhm допустимы к использованию.

​​

Итого, каким должно быть сопротивление USB-кабеля?

UsbA-C, UsbC-C:

• 60W(3A) <=250mOhm

• 100W/240W(5A) <=150mOhm

UsbA-B:

• 0.5A <=500mOhm

• 1.5A <=170mOhm (желательно) and <=350mOhm (приемлемо)

​

FNIRSI FNB58 - USB-тестер, измеряет сопротивление кабеля как разницу напряжений между двумя измерениями: прямым подключением к источнику питания и подключением к тому же источнику питания, но через кабель. Измерение будет корректным только в том случае, если во время обоих измерений будет использоваться внешняя нагрузка.

Я использую стабильную внешнюю нагрузку с фиксированным сопротивлением 8 Ом и способностью рассеивать тепло 100W (можно существенно меньше), подключенную к разъему UsbA. Это сопротивление потребляет 625mA тока при напряжении 5V.

FNIRSI FNB58 имеет только штекер UsbA для прямых измерений, поэтому для измерения кабелей UsbC-UsbC я использую переходник Logitech UsbC-UsbA, который имеет наименьшее возможное влияние сопротивления на измерения (он был выбран из 5 различных переходников этого типа).

​

С появлением тестера BitTradeOne USB Cable Checker2, использую его для целей тестирования сопротивления UsbC кабелей т.к. процесс значительно упрощается и ускоряется. К результатам измерения применяю корректировкой погрешности 60мОм которая выявления по сравнению с результатами Fnirsi FNB58.