Catalogo dei cavi USB testati

La resistenza del cavo è un fattore molto importante per i cavi di ricarica (ha poca importanza per il trasferimento dati), perché influisce sull'efficienza della ricarica e sulla caduta di tensione. A causa della resistenza interna del cavo (nei fili e nei connettori), una parte dell'energia che passa dal caricatore al dispositivo in carica si perde e si dissipa sotto forma di calore. Maggiore è la corrente che scorre, maggiori sono le perdite di energia. Per questo i cavi USB destinati alla ricarica ad alta corrente (per esempio, SuperVOOC, HyperCharge e così via) sono di solito più spessi. Puoi notare l'effetto della resistenza del cavo anche quando lo smartphone riceve una tensione inferiore a quella erogata dal caricatore (per esempio, 8.4V invece di 9V). Se la resistenza è troppo alta (>800mOhm), il cavo o il connettore possono surriscaldarsi e alcuni possono persino essere pericolosi da usare. Inoltre, le perdite di potenza nel cavo sono particolarmente indesiderabili con fonti di alimentazione portatili come power bank e pannelli solari, dove ogni goccia di energia conta.

​

Requisiti di resistenza dei cavi USB-C (passivi o attivi) secondo gli standard USB:

Limite della caduta di tensione (IR) sulla linea VCC<0.5V, GND<0.25V (0.75V in totale)

Questo significa che, per i cavi USB-C progettati per una corrente di 3A (60W), la resistenza massima è 250mOhm, mentre per i cavi con portata di 5A (100W/240W) la resistenza massima è: 150mOhm.

 

I requisiti di resistenza per i cavi USB-A -B non sono definiti allo stesso modo di quelli per USB-C, ma è indicata una caduta di tensione massima di 0.25V con un carico di 500mA. I requisiti ECN definiscono inoltre le cadute di tensione sulle linee VCC+GND come 0.125V + 0.125V e consentono agli alimentatori di impostare una tensione di uscita di 5.5V.

Quanto sopra determina una resistenza del cavo di 500mOhm per correnti di 500mA.

Tuttavia, i cavi USB-A/B possono trasportare anche correnti più elevate, fino a 1.5A (protocollo DCP). Si può quindi concludere che, in condizioni ideali, un cavo USB-A - B dovrebbe avere una resistenza di 170mOhm; considerando però che la sorgente può aumentare la tensione fino a 5.5V, si può concludere che sono utilizzabili anche cavi con resistenza fino a 350mOhm.

​​

In sintesi, quale dovrebbe essere la resistenza di un cavo USB?

USB-A -C, USB-C -C:

• 60W(3A) <=250mOhm

• 100W/240W(5A) <=150mOhm

USB-A -B:

• 0.5A <=500mOhm

• 1.5A <=170mOhm (preferibile) e <=350mOhm (accettabile)

​​

Cosa significa, in pratica, un cavo con resistenza di 100mOhm o 200mOhm?

In pratica, il modo più semplice per esprimere la resistenza è attraverso la caduta di tensione o la perdita di potenza che riscalda il cavo.

Per esempio, il tuo portatile può assorbire 100W (20V5A). Se il cavo ha una resistenza di 100mOhm, al portatile arriveranno 19.5V anziché 20V (perdita di 2.5W); con 200mOhm, il portatile riceverà 19V (perdita di 5W).

​

Come si misura la resistenza di un cavo USB?

La misurazione può essere effettuata in diversi modi. La misura più precisa si ottiene con un milliohmmetro, che permette di misurare con precisione resistenze molto basse con il metodo Kelvin (schema a quattro contatti). Per effettuare questa misurazione uso uno strumento YR1035+ (Amazon) (AliExpress) e porte USB fai da te (foto sotto), che ho collegato personalmente.

Durante la misurazione è importante misurare la resistenza dell'intero circuito attraverso cui passa l'energia: quella del filo della linea VCC e del filo della linea GND. Per questo, una delle porte USB della coppia di misura è cortocircuitata (con un filo di rame da 0.75mm). Nel mio caso, è una delle porte USB-C e micro-USB. Gli altri connettori USB-C e USB-A sono collegati ai fili di uscita spessi, con diametro di 2.5mm, per collegare il milliohmmetro. La porta USB-A è collegata ai fili di uscita con fili di diametro 0.75mm.

Ho scelto porte USB-C con piste il più larghe possibile per ridurre la resistenza.

La resistenza tra i contatti di uscita e i contatti VCC/GND della porta USB-A è risultata di 11.5mOhm per ciascuno, quindi 23mOhm in totale: è un errore che terrò in considerazione misurando la resistenza dei cavi USB-A -USB-C o USB-A -MicroUsb. L'errore è dovuto alle piste sottili sulla scheda USB-A e ai punti di saldatura.

​

In questo modo posso misurare con precisione la resistenza dei tipi più comuni di cavi USB: USB-C -USB-C, USB-A -USB-C, USB-A -micro USB, USB-C -micro USB (quest'ultimo è un cavo non standard, ma esiste e ne ho uno anche nella mia collezione)​