USB线压降测试和计算方式详解

USB线压降测试和计算方式详解

引用

网易

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https://www.163.com/dy/article/JIKQKPCC0532B75P.html

USB线压降是影响充电效率的关键因素之一。本文将详细介绍USB线压降的测试方法、计算公式以及影响因素，帮助读者理解这一技术概念，并为选购和设计USB线提供参考。

压降的基本概念

压降（IR drop）是指流体在管道中流动时，由于能量损失而引起的压力降低。在流体流动过程中，压降主要包括沿程摩擦压降、重力压降、加速压降和局部形阻压降。对于电子设备来说，压降是指电源的电压经过一段线路或其他部件的传送时，由于电阻等因素导致的电压损失。

USB线压降测试方法

USB cable的压降测试

测试设备：DC电源，电子负载仪，USB测试板，数字万用表

连接方式：

1. 连接USB-A/USB-C等的测试板到DC电源；
2. 连接Micro/Mini /USB-C等的测试板到电子负载仪；
3. 连接USB线到测试板；
4. 设置DC电源上Cable对应的电压，比如说：5V到48V之间的数值；
5. 设置电子负载仪的电流 ，比如：3A/5A等；
6. 调节万用表到电压档，表笔分别点测试板触点VBus/GND，读取万用表值。

Lightning cable的压降测试

测试设备：

• 方法1：ATS测试（Apple原装充电器, 苹果电脑MacBook）
• 方法2：负载仪测试（直流电源，电子负载仪，USB测试板，lightning测试板）

ATS连接方式：

1. AC Charger 插入插座；
2. 连接ATS到MacBook,随后打开ATS软件；
3. 连接lightning cable到ATS;
4. 连接后，点击“Start Capture”；
5. 点击“Run USB VBus Load test”，查看测试结果，绿色即为测试合格，红色为不合格。

压降的影响因素

压降主要是由线材的电阻引起的。根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻（V = I * R）。因此，线材的电阻（线阻）对压降有决定性影响。线材的电阻与线材的材质、长度和截面积有关。具体来说：

• 材质：铜的导电性能优于铝。纯铜的电阻率为纯铝的1.6倍，这意味着在相同条件下，铝材质的线材压降会更大。
• 长度：线材越长，电阻越大，压降也越大。
• 截面积：线材的截面积越大，电阻越小，压降越小。

压降计算案例

以28AWG 1.5米的USB电线为例：

1. 查找28AWG铜导体的电阻值：0.0172-0.0178Ω/KM
2. 计算1.5米线材的电阻：0.0172 * 1.5 / 0.0804 = 0.00207432Ω/KM = 0.207Ω/M
3. 计算电流：I = V / R = 5V / 0.207Ω = 2.41A
4. 计算压降：0.207Ω * 2.41A = 0.498V = 498mV

根据USB2.0标准，最大压降不应超过125mV。因此，5V电压下使用1.5米的28AWG电源线压降太大，不建议使用。

总结

USB线压降是影响充电效率的关键因素，主要由线材的电阻决定。通过选择合适的材质、长度和截面积，可以有效控制压降。在选购和设计USB线时，需要综合考虑充电效率、成本和使用便利性等因素。