Catalogul cablurilor USB testate

Rezistența cablului este un factor foarte important pentru cablurile de încărcare (pentru transferul de date nu are o importanță deosebită), deoarece influențează eficiența încărcării și căderea de tensiune. Din cauza rezistenței interne a cablului (în fire și mufe), o parte din energia transmisă de la încărcător la dispozitivul încărcat se pierde și se disipă sub formă de căldură. Cu cât curentul electric este mai mare, cu atât pierderile de energie sunt mai mari. De aceea, cablurile USB destinate încărcării la curent mare (de exemplu, SuperVOOC, HyperCharge etc.) sunt de obicei mai groase. Puteți observa efectul rezistenței cablului și atunci când smartphone-ul primește o tensiune mai mică decât cea furnizată de încărcător (de exemplu, 8.4V în loc de 9V). Dacă rezistența este prea mare (>800mOhm), cablul sau mufa se pot supraîncălzi, iar unele pot fi chiar periculoase. În plus, pierderile de putere în cablu sunt deosebit de nedorite pentru sursele portabile de energie, precum bateria externă și panourile solare, unde fiecare strop de energie contează.

​

Cerințele privind rezistența cablului USB-C (pasiv sau activ) conform standardelor USB:

Limita căderii de tensiune (IR) pe linia VCC<0.5V, GND<0.25V (în total 0.75V)

Aceasta înseamnă că, pentru cablurile USB-C proiectate pentru un curent de 3A (60W), rezistența maximă este de 250mOhm, iar pentru cablurile cu un curent nominal de 5A (100W/240W), rezistența maximă este: 150mOhm.

 

Cerințele privind rezistența cablurilor USB-A -B nu sunt definite la fel ca pentru USB-C, dar există indicația că scăderea maximă de tensiune este de 0.25V la o sarcină de 500mA. Cerințele ECN definesc și căderile de tensiune pe liniile VCC+GND ca 0.125V + 0.125V și permit surselor de alimentare să furnizeze 5.5V la ieșire.

Cele de mai sus stabilesc o rezistență a cablului de 500mOhm la un curent de 500mA.

Totuși, cablurile USB-A/B pot transmite și curenți mai mari, de până la 1.5A (protocolul DCP). De aici rezultă că, în condiții ideale, un cablu USB-A - B ar trebui să aibă o rezistență de 170mOhm; ținând însă cont că sursa poate crește tensiunea până la 5.5V, și cablurile cu rezistență de până la 350mOhm pot fi considerate acceptabile.

​​

Așadar, ce rezistență ar trebui să aibă un cablu USB?

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

• 60W(3A) <=250mOhm

• 100W/240W(5A) <=150mOhm

USB-A -B:

• 0.5A <=500mOhm

• 1.5A <=170mOhm (de preferat) și <=350mOhm (acceptabil)

​​

Ce înseamnă în practică un cablu cu rezistența de 100mOhm sau 200mOhm?

În practică, cel mai simplu este să exprimăm rezistența prin căderea de tensiune sau prin pierderea de putere care încălzește cablul.

De exemplu, laptopul dumneavoastră poate consuma 100W (20V5A). Dacă un cablu are o rezistență de 100mOhm, tensiunea care ajunge la laptop nu va fi de 20V, ci de 19.5V (pierderi de 2.5W), iar la 200mOhm laptopul va primi 19V (pierderi de 5W).

​

Cum se măsoară rezistența unui cablu USB?

Măsurarea se poate face în mai multe moduri. Cea mai precisă măsurare se obține cu un miliohmmetru care poate măsura cu precizie rezistențe foarte mici prin metoda Kelvin (schemă cu patru contacte). Pentru această măsurare folosesc instrumentul YR1035+ (Amazon) (AliExpress) și porturi USB DIY (fotografia de mai jos), pe care le-am conectat singur.

La măsurare este important să determinăm rezistența întregului circuit prin care se transmite energia: rezistența firului liniei VCC și a firului liniei GND. De aceea, unul dintre porturile USB din perechea de măsurare este scurtcircuitat (se folosește un fir de cupru de 0.75mm). În cazul meu, este unul dintre USB-C și micro-USB. Celelalte USB-C și conectorii USB-A sunt legați la firele groase de ieșire, cu diametrul de 2.5mm, pentru conectarea miliohmmetrului. Portul USB-A este legat de firele de ieșire prin fire cu diametrul de 0.75mm.

Porturile USB-C au fost alese cu trasee cât mai late pentru a reduce rezistența.

Rezistența dintre contactele de ieșire și contactele VCC/GND din portul USB-A a fost de 11.5mOhm pentru fiecare, adică 23mOhm în total - aceasta este eroarea pe care o voi lua în calcul la măsurarea rezistenței cablurilor USB-A -USB-C sau USB-A -MicroUsb. Eroarea provine din traseele subțiri de pe placa USB-A și din zonele de lipire.

​

Astfel pot măsura precis rezistența celor mai răspândite tipuri de cabluri USB: USB-C -USB-C, USB-A -USB-C, USB-A -micro USB, USB-C -micro USB (ultimul este un cablu nestandard, dar există și am unul în colecția mea)​