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足球赛事下注充电杂谈 NO7:为了提升快充功率数据线有多努力?

作者: admin 来源: 足球赛事下注 发布时间:2021-11-16 01:24

  各位小伙伴们大家好,充电杂谈是充电头网新开设的一期栏目,主要吐槽日常使用过程中遇到各种充电相关,前几期我们探讨了《充电杂谈 No.1:为何你的充电器老插不稳?》《充电杂谈 No.2:快充到底是什么?》《充电杂谈 No3:快充协议是如何工作的?》《充电杂谈 No4:什么是自带线充电宝?》《充电杂谈 No.5:来天马行空一下,充电设备能挖矿吗?》《充电杂谈 NO.6:充电器上的 100V-240V 代表什么意思?》,今天我们来聊一下数据线。

  数据线是数码产品用于连接充电器、电脑设备的关键配件,数据线跟随着数码产品发展而迭代升级,以前 MiniUSB、MicroUSB 已变为时代的眼泪,USB-C 因支持正反盲插、功率高、速率高、具备广泛通用性,成为充电器与数码产品的最佳接口。

  数码配件中快充性能发展最快的就是手机,充电功率也从5W 一路发展来到 120W,面对功率的上涨,数据线也面临着前所未有的压力,本期充电杂谈跟大家探讨一下,数据线为了应对大功率电力传输,都做了哪些方面的努力。

  USB PD 快充协议目前发展到 PD3.1,但目前市面上最常用的仍然为 PD3.0。PD3.0 版本显著特点就是具备最大 20V/5A, 100W 功率传输能力,不仅适用于小功率的手机、平板等设备,还能广泛应用于大功率的笔记本电脑、百瓦移动电源等设备。

  而随着 USB PD 快充技术的普及,线缆作为设备之间的电力传输的介质,重要性逐渐凸显。尤其是在高压大电流的工作状态下,不仅对线材的材质、线径有要求,而且还需要加入 USB-IF 协会认证的 E-Marker 芯片(有 E-Marker 芯片的线A 电流,无 E-Marker 芯片的线A 电流)。

  src=一条全功能的 USB-C 线缆必需加入 E-Marker 芯片,因为 E-Marker 芯片会预先写入各种线缆的规格、电流承载能力、数据传输能力等参数,电子设备也是通过这颗芯片来获取线缆的信息,从而确定供电或者数据传输模式,达到保护的效果。用户无法从外观上判断数据线W 电力传输,使用POWER-Z USB 测试仪可以读取 E-Marker 信息。

  src=从表格中可以看到,数据线的最大电力传输规格主要分为两种,60W / 100W,按照电流划分就是 3A / 5A,除雷电数据线外,其他数据线的电力传输性能与数据传输性能并无直接关系。如果想获得高于 60W 的快充性能,一根 100W 线缆是必需的,在购买时候要看清楚商品说明,买错的线W 使用。

  数据线与设备、充电器连接,依赖于触点弹片相互接触进行电力传输,普通数据线的触点弹片并不具备大电流传输能力,必需要对触点弹片进行强化处理。

  src=这是一根大电流数据线 USB-C 接口的微距图,可以看到里面用于传输电力的 VBUS、GND 弹片,宽度远大于用于传输数据的触点。加宽触点让接触面积变大,降低接触电阻,让它可以更好地支撑大电流传输,厂商甚至会采用更厚的镀金工艺来进一步提升电气性能。

  src=华为小米黑鲨OPPO等安卓品牌快充系统,采用 USB-A 大电流接口,充电头网拿了他们的数据线并排放在一起,可以看到最外沿的触点同样采用加宽处理。这些 USB-A 数据线用于传输电力的触点甚至达到了双倍宽度,除了降低接触电阻外,还能改善大电流下的发热,迅速带走热量。

  src=除加宽触点外,小米黑鲨OPPO一加等厂商 USB-A 内部深处还带有一个特殊弹片,用于私有化协议的识别与信息收发作用,甚至可以让 USB-A 线也支持 PD 快充协议。

  src=iPhone 虽然未采用通用的 USB-C 接口标准,但在数据线触点工艺上苹果同样进行了升级处理,苹果 C94 数据线的 Lightning 头是银色,并不是镀银,而是电镀工艺从镀金升级为铑钌(l ǎ o li ǎ o),金手指外观视觉效果从以前的金色变成银色。镀铑钌工艺相比镀金工艺效果,能更加有效防止汗液、液体等腐蚀触点金手指,经久耐用。

  src=有些支持大电流的数据线会直接在显眼位置标注 5A、6A 字眼方便用户辨认,数据线用于传递电力依赖内部一根一根的线芯,根据物理定律,电流传输性能与导线直径成正比,相同材质相同长度下,越粗的导线电阻值越低,但不能盲目地采用更粗的导线,那样会导致数据线更硬、更粗,不好用。

  src=这是充电头网切开一根大电流数据线的微距图,可以看到两根红色外皮与两根透明外皮的导线横截面面积远大于其他 3 根导线,它们就是用于电力传输的加粗线芯。

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  src=为了避免使用粗导线带来的生硬问题,线芯会采用镀锡铜制作,还会加入棉线与粉末来进行润滑处理,图中下面三根白色的就是棉线。除此之外有的以耐用为主打的线缆还会加入抗拉纤维,例如图中黄色丝绸。

  src=曾经华为推出了采用 5V8A 超大电流架构的 40W 低压直充,对数据线带来了挑战。经过充电头网拆解发现,华为在该线缆上使用了堆料工艺制作,在支持超大电流的前提下勉强维持了不太生硬的使用体验。近年来,手机上电荷泵技术与串联电芯全面普及,大功率快充大多使用提升电压来传输电力,对数据线A 超大电流技术进入历史舞台,也意味着大功率快充止步于 5A 电流。

  src=苹果在前不久举办的秋季新品发布会上,带来了全新的 MacBook Pro 2021,全部产品都搭载了 MagSafe3 磁吸接口充电,充电头网实测 16 英寸 MacBook Pro 实际充电功率可达 140W,同时也兼容 USB-C 雷电接口充电。

  src=而作为 16 英寸 MacBook Pro 实现 140W 快充不可或缺的另一款配件,包装里附带的这条 USB-C to MagSafe3 线同样值得说道。这也是业界首款支持 USB PD3.1 快充的线缆(诱骗线),目前已经单独上架苹果商店,零售价 340RMB。

  src=看似是一条常规 PD 转 DC 的充电线,实则线缆内部加入了 USB PD3.1 快充协议识别兼通讯功能,接上 140W USB-C 充电器和 16 英寸 MacBook Pro,就能输出 28V 电压为电脑充电,同时线缆也能根据连接到不同的 PD 充电器,选择正确的充电电压。

  本期充电杂谈为大家介绍了数据线面对大功率快充都做了哪些对策,E-Marker 芯片为数据线提供了规范标准,百瓦快充必需搭载 5A E-Marker 芯片。在制作上,镀金、镀铑钌、宽触点、粗线芯等工艺为电力传输提供保障,棉线芯、抗拉纤维、编织外线等提供更佳的手感与耐用度。

  功率提升要么通过大电流,要么通过高电压,电流不能盲目提升,受限于线缆易用性、工艺难度、手感、成本等问题,主要以 5A 电流为上限。目前主流的 USB PD3.0 标准下,功率上限为 20V5A 100W,苹果首发 USB PD3.1 将快充功率天花板向上拉伸,PD3.1 新标准的支持下,快充功率可以支持 28V5A 140W、48V5A 240W 两种高压大功率传输,在不改变线材接口、线缆粗细的基础上,让快充可以服务更大功率的设备,如高性能笔记本、工作站,甚至以后可以为电动工具、电瓶车、家电等服务,让 USB-C 接口与线缆通吃所有产品的美好的愿景变成可行。

  好了以上就是本次充电杂谈的所有内容,下一期大家想聊些什么方面的话题,欢迎回复留言,下次我们再见。

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