Чем отличается дата кабель от зарядного кабеля

USB-кабели и кабели питания

Признаки и примеры качественного USB-кабеля.

Статья из цикла питание и заряд . Автор — Kargal.

USB-кабели содержат одну скрученную пару проводов, образующую «длинную линию» с калиброванным волновым сопротивлением (

90Ω) – для обмена данными и два отдельных провода для подачи питания периферийному устройству. Некоторые кабели (повышенного качества) имеют ещё и экранирующую оплётку, подключенную с обоих концов к металлическим корпусам разъёмов. Оплётка не используется в качестве шины питания и к линии GND не подключена. Она служит для защиты линий кабеля от внешних наводок и выравнивания потенциалов корпусов (экранов) соединяемых устройств, предотвращая протекание токов заземления по их внутренним цепям.

#) У приличных кабелей оплётка надежно присоединяется к корпусам разъёмов пайкой (а не прижимается пластиком кожуха), чем обеспечивается сопротивление между корпусами разъемов не более 1.2Ω при токе 1A. Это сопротивление не должно увеличиваться при приложении изгибающих усилий к пластиковым хвостовикам разъёмов.

Это условие на практике использовалось при отборе кабелей для комплектации серийных приборов и является, например, гарантией предотвращения «синдрома неработающего принтера».

Допустимая длина data-кабеля имеет базовое (абсолютное) ограничение – задержка распространения сигнала данных в одну сторону должна не превышать 26 нсек для HS (USB 2.0). При существующем типе изоляции проводов (монолитный пластик) типична удельная задержка сигнала в

5 нсек/м, что и приводит к декларированному абсолютному ограничению длины 5 м (18 нсек и 3 м для USB 1.0).

Зачастую приводится таблица зависимости допустимой длины кабеля от сечения жил (погонное сопротивление приведено для одиночного провода) :

Но эти ограничения (кроме абсолютного в 5.00 м) обоснованы требованием обеспечения надлежащего качества связи для USB 2.0. И определяются, в основном, не омическими потерями (сопротивление проводов следует соотносить с волновым сопротивлением – 90Ω), а искажением формы сигнала диэлектриком (дисперсией), которое заметно возрастает с уменьшением конструктивных размеров витой пары (и повышением плотности энергии в диэлектрике).

Ну а к рассматриваемой теме (питание и зарядка) эти упрощённые рекомендации никак не подходят. Здесь важно (и существенно) малое сопротивление жил питания.

Используемые для USB-подключения приличные кабели имеют маркировку, дающую более детальное описание свойств кабеля. Для data-кабелей чаще всего используются кабели, имеющие или соответствующие маркировке «28AWG/2C+28AWG/1P» (или просто 28AWG), где:

28AWG/2C – два провода сечением 28AWG (используются для питания);

28AWG/1P – одна витая пара из проводов сечением 28AWG (линия данных).

Наибольшие проблемы (и интерес) представляют кабели с разъемом microUSB, к использованию которого последнее время стремятся производители всех гаджетов. Имеется интересный опыт использования таких кабелей (USB-Am/microUSB-BM) для зарядки/питания 7″ планшета Freelander PX1, у которого максимальный потребляемый ток 1.35A/(4,85÷5.4V на входе).

Привычные (часто встречающиеся) кабели

Как правило кабели беспородные, маркировки не имеют. Приведены метровые кабели «A», «B» и «C/D» разного качества и сопротивления жил питания, причём внешне они практически неразличимы – имеют Ø3.4÷3.8 мм по внешней изоляции.

Интересна зависимость тока потребления от выходного напряжения зарядного устройства (напряжение на входе в планшет не контролировалось ввиду его труднодоступности).

На коротком низкоомном (20 см, 28AWG,

180mΩ с разъёмами) кабеле (CY U2-075-LE) с ростом напряжения ЗУ ток снижается, что объясняется правильной работой ШИМ-преобразователя контроллера заряда планшета. При стабилизированном напряжении внутренней схемы планшета и неизменной степени заряда аккумулятора мощность потребления/зарядки не должна зависеть от напряжения ЗУ (с точностью до потерь в кабеле). Что и наблюдается (6.48÷6.52W без потерь в кабеле). По сопротивлению кабель приемлем – для полноценной зарядки достаточно напряжения ЗУ 5.15÷5.2V, но неудобно короткий.
Длинные (100 см) «тонкие» кабели «A» и «B» (беспородные и немаркированные) приобретены в комплекте с какими-то гаджетами и приведены только для того, чтобы предупредить о возможности наткнуться на такую гадость. Они явно уменьшают ток заряда/потребления и это производится уже не контроллером заряда, а происходит из-за снижения напряжения на входе в гаджет за счёт падения напряжения на кабеле. Что и подтверждается увеличением тока при подъеме напряжения ЗУ, компенсирующем потери в кабеле. Особенно «хорош» кабель «B», имеющий суммарное сопротивление жил питания

1 Ω, что соответствует 32AWG.

Самыми приличными оказались метровые кабели «C» и «D» с маркировкой на собственно кабеле « 28AWG » и « SHIELDED » (экранированный). Кабели имеют угловые MicroUSB разъёмы (что весьма удобно) и различаются только «направлением угла» разъёма MicroUSB (правый и левый, картинки могут быть перепутаны ).

#) Кабели приобретены в ноябре 2013 по $3.5÷$4.5/шт на aliexpress в лавочке, которая сейчас уже пропала. Но похожие можно найти на aliexpress в поиске по строчке «Right (или Left) Angled 90 Degree Micro USB Male».

С этими кабелями ток потребления начинает спадать уже при U_выхЗУ=5.4V, то есть суммарное сопротивление их жил питания и переходного сопротивления разъёмов не превышает 0.5 Ω и для полноценной зарядки достаточно напряжения ЗУ 5.3÷5.4V.

Судя по таблице кабели «C» и «D» имеют суммарное сопротивление линий питания на

300 mΩ большее, чем короткий («20см») кабель и на 80 см длиннее. Это соответствует сечению жил питания 28AWG.

Заманчиво было бы найти data-кабели USB-AM/MicroUSB-BM подходящей длины (0.8÷1.5 м) на основе кабеля «24AWG/2C+28AWG/1P» (жилы питания 24AWG). Подозревается, что они могли бы получить приличные токи зарядки (до 1.5A) без повышения напряжения ЗУ. Для метрового кабеля 24AWG сопротивление жил питания ожидается на

220 мОм меньше, чем у кабеля 28AWG (

250 мОм с разъёмами), что в примере с Freelander PX1 приводит к необходимости ЗУ с выходным напряжением всего 5.2V.

Но такие готовые почему-то не встречаются. Есть USB-AM/USB—BM, USB-AM/miniUSB—BM разных длин, которые так и провоцируют приобрести их, а разъёмы с одной стороны заменить на MicroUSB, приобретенные отдельно.

#) Для проверки был приобретен кабель-удлинитель (двухметровый USB-AM/USB—AF) типа «24AWG/2C+28AWG/1P». Наружный диаметр 4,8 мм, бугристость наружной изоляции намекает на наличие оплётки-экрана. Экран прозванивается –

200 mΩ между корпусами разъёмов, но ни к одной из шин питания не подключен.

Суммарное сопротивление его жил питания оказалось равным

240 mΩ, что даже меньше паспортного значения для 24AWG на

30%. В таблице токов под маркой «E» представлена последовательная сборка удлинителя с 20-сантиметровым. Судя по ней удлинитель добавил потерю

320 mV, что соответствует расчётной.

Для метрового кабеля такого типа ожидается сопротивление

130 mΩ, что приведёт к потере напряжения всего в

200 mV при токе 1.5A.

Организовать питание USB-гаджета с помощью двухпроводного кабеля, которые встречаются чаще, в общем случае практически нереально. Для этого необходимо в кабельный MicroUSB-разъём встроить эмулятор типа порта, подходящий именно вашему гаджету (причём кабель будет только зарядным). В простейшем случае потребуется закоротка контактов шин данных (DCP Short Mode), это реализуется относительно легко, если корпус разъёма разборный. В предельном случае необходимо установить четыре резистора (два делителя) и здесь трудно обойтись без Левши.

MicroUSB-разъём имеющегося подходящего кабеля можно заменить на разборный разъём или на приведённый картинке ▲ Unbrick JIG с разборным корпусом, в котором один резистор уже установлен и хватит места для замены его на закоротку, а может быть и на четыре других.

Мощные data-кабели

Но время идёт, и производители навстречу движутся. И большими шагами. Осенью 2014 г. на рынке появились data-кабели, удовлетворяющие потребности мощных гаджетов (AlexG03 от 03 октября 2014). Такие кабели универсальны — не ограничивают их применения только зарядкой и не влияют на опознавание гаджетом типа зарядного порта.

Встречаются data-кабели на основе собственно кабеля «20AWG/2C+26AWG/1P». Сечение проводов пары (линии данных) 26AWG увеличивает в полтора раза (в пределах 5 м) допустимую длину кабеля по условиям качественной связи. Сечение проводов питания 20AWG снижает суммарное (оба провода) сопротивление до

70 мОм/м, что приводит к потере напряжения на метровом кабеле всего в

150mV при токе 2A. То есть 7″÷8″ гаджеты заведомо будут полноценно питаться от ЗУ с привычным выходным напряжением 5.0÷5.1V (хватило бы у ЗУ тока) . Полноценное питание 10″ гаджетов если не обеспечится, то заведомо улучшится.

При выборе конкретного кабеля следует обратить внимание на материал проводящих жил кабеля — встречаются чисто медные (к которым относятся предыдущие рассуждения и самые недешевые), а бывают и похуже — алюминиевые с медным покрытием и стальные с медным покрытием. Информация об этом в заголовках не встречается, но где-то в описаниях находятся признаки: «pure copper (20AWG)».

Примеры мощных кабелей

▼ $3.79 – «Алюминиевая фольга + PP + Медь» , «20÷22AWG*2C+26÷28AWG*1P», Product ID: 80220 , Sean OKBUY Store

▼ $4.98 – pure copper , «20AWG*2C+28AWG*1P», Product ID: 1683690302, Store No.110569 Bravo industrial (hk) company

И, следуя общему тезису «хорошо просто (и дешево) – не бывает!», перед покупкой следует твёрдо решить — тебе нужно «хорошо» или − «дёшево»?

Источник

Чем отличаются кабели для зарядки смартфона и почему одни быстрее других?

Большинство пользователей даже не подозревает, что скорость зарядки электронных девайсов напрямую зависит от качества кабеля, который они используют. У вас может быть самый новый смартфон с функцией быстрой зарядки, но все равно он будет заряжаться медленно, если вы подключаете не тот шнур. Как выбрать лучший кабель для быстрой зарядки телефона и чем он отличается от тысячи других, рассказываем дальше в нашей статье.

Какая разница между кабелями для зарядки и почему одни быстрее других?

Снаружи все кабели выглядят одинаково, разве что отличаются цветом и дизайном. Разница кроется внутри — просто по своей конструкции одни устройства медленнее других и не могут передавать энергию на высоких скоростях.

Внутри стандартного USB кабеля находится четыре провода разных цветов. За скорость передачи энергии отвечают красные и черные провода. Количество энергии, которую они способны передавать, определяется их размерами. Стандартный кабель 28 калибра выдерживает ток 0,5 Ампер. Он используется в обычном зарядном устройстве. Гаджеты для быстрой зарядки оснащены большими толстыми проводами 24 калибра, выдерживающими токи от 2-х Ампер.

Шнуры большего размера могут пропускать больше энергии, а потому внутри «быстрой зарядки» всегда используются массивные провода. На скорость передачи энергии влияет и длина мобильного аксессуара — чем он длиннее, тем медленнее проходит процесс питания. Конечно, удобно лежать в постели и пользоваться смартфоном, подключенным к розетке. Но на самом деле длинные шнуры не имеют ничего общего с быстрой и эффективной подпиткой вашего девайса.

Чем отличается обычный кабель от кабеля для быстрой зарядки

Ключевое отличие — количество энергии, который он способен передать на аккумулятор электронного девайса. По сравнению с обычными шнурами они передают больший ток, а потому быстрее заполняют емкость батареи.

Если обычные шнуры передают около 2,5 Ватт, то быстрые до 120 Вт. Это просто фантастика, после которой уже точно не хочется возвращаться в прошлое, где смартфон прикован к розетке несколько часов. Так, например, вы можете купить быстрое зарядное устройство со способностью подавать до 120 Ватт и заряжать батарею объемом 4000 мАч всего за 13 минут.

Шпаргалка от Forza:
28/28 AWG — тонкие шнуры с токовой нагрузкой до 1,4 А — медленная подача энергии.
28/24 AWG — толстые шнуры, принимающие ток до 3,5 А — идеально подходят для быстрой зарядки.
28/21 AWG — высший класс с отменными характеристиками.

Многих могут смутить цифры и расчеты, потому что 24 меньше 28, но в мире электрических проводов это значит, что кабель 24 калибра на 60% толще своего конкурента. Для быстрой зарядки подходят кабели с токовой нагрузкой от 2 Ампер и длиной 1 метр.

Можно ли использовать обычный USB-кабель с адаптером для быстрой зарядки?

Это не имеет никакого смысла, потому что вы не получите желаемого результата. Чтобы батарея быстро получила мощный заряд энергии, необходимо использовать кабель и блок питания, поддерживающие данную функцию. Это связано с тем, что обычный шнур ограничен по мощности и «быстрый» адаптер становится бесполезной принадлежностью.

Влияет ли длина кабеля на скорость зарядки?

Оказывается, на скорость работы зарядного устройства влияет не только диметр внутренних проводов, но и длина кабеля. Этот показатель может ускорить или замедлить энергетический поток. Электрические провода имеют некоторый уровень сопротивления, который зависит от их толщины и длины. Чем длиннее шнур, тем больше сопротивление и тем меньше ток, который он подает к аккумулятору вашего девайса. Исследования доказали: чем короче кабель, тем быстрее зарядка. И наоборот — слишком длинные тонкие кабели либо медленно заряжают, либо только поддерживают уже имеющийся уровень энергии смартфона.

Как выбрать лучший кабель для быстрой зарядки смартфона

Конечно, вы не сможете с первого взгляда определить калибр проводов, спрятанных внутри мобильного аксессуара. Но все же есть несколько способов выбрать лучший кабель для быстрой зарядки среди прочих других:

№1. ВНИМАТЕЛЬНО ИЗУЧИТЕ ЭТИКЕТКУ
Некоторые производители прописывают детальную информацию об устройстве. Обязательно проверьте маркировку шнура и количество Ватт, который он способен передавать аккумулятору.

№2. ПРОВЕРЬТЕ СИЛУ ТОКА
Самый простой способ распознать «быструю зарядку» среди остальных, проверить силу тока. Такие устройства поддерживают ток от 2-х Ампер. Если на этикетке указано число меньше, это обычный шнур.

№3. БОЛЕЕ ТОЛСТЫЙ КАБЕЛЬ
Если внутри находятся массивные провода, то и сам мобильный аксессуар не может быть тонким. Это конечно не самый точный способ определения быстрого зарядного устройства, но вам точно стоит обходить стороной ультратонкие шнуры. Помните: чем выше калибр, тем тоньше провода.

№4. ОПЛЕТКА И ФОРМА
Эти две характеристики влияют на срок службы мобильного аксессуара. Оплетка уберегает его от перепада температур, механических воздействий, а также выступает в роли изоляции от высокого и статического напряжения. Как правило, она изготавливается из нейлона, пластика, силикона, резины или металла. Самые популярные — оплетки из ткани, полимеров и силикона, но самыми прочными и долговечными считаются металлические. Если нужен тандем практичности и долголетия, ваш выбор — силикон или плетеный нейлон. А вот пластиковые изделия имеют тенденцию переламываться и оголять внутренние провода.

Что касается формы, то здесь вам придется выбирать среди трех вариантов — пружинок, круглых и плоских. Самые недолговечные — круглые потому что чаще всего переламываются и путаются. Хотя во многом все зависит от производителя и используемых материалов. Плоские — не путаются и не ломаются, служат годами без каких-либо проблем. Пружинка растягивается на нужное расстояние, а затем самостоятельно принимает прежнюю форму.

Из-за разнообразия инновационных технологий мы стали нетерпеливы — хотим получить все и сразу. Конечно, никто не хочет ждать пока его смартфон зарядится через несколько часов, а потому быстрая зарядка стала must-have каждого пользователя. Однако чтобы получить желаемый результат вам понадобится три хорошие вещи — кабель, адаптер и смартфон с поддержкой быстрой зарядки. Причем кабель должен иметь действительно первоклассное качество. Надеемся, после прочтения этой статьи вы будете обращать внимание не только на цвет и дизайн мобильного аксессуара, но и на его характеристики. Помните: длинные тонкие шнуры не имеют ничего общего с быстрой зарядкой. Если хотите заряжать девайс за несколько минут, ищите мощное устройство с током от 2-х Ампер и коротким шнуром большого диаметра.

Источник