自從TYPE C數據線開始跑3A，5A電流以后，銅絲規(guī)格如何選擇來滿足電流和功率的問題就開始經常有人問到，今天我們就一起聊聊TYPE C數據線的銅絲規(guī)格怎么選擇，USB數據線，最基本的電器參數就是電阻，壓降，電壓等，其實被客人問最多的當然就是對應數據線可以承受多少的電流，用多大的導體比較劃算，今天我們就一起聊聊。
在TYPE C數據線的數據線里面，涉及到電流傳輸的PIN角定義為VBUS和GND，我們再一起回顧下USB Type-C腳位說明，然后再回到這個主題
以上信號按照功能主要可以分為5類：
第一類：Power有關的信號，包括
a）VBUS，USB線纜的bus power（和我們通常意義上VBUS保持一致）。
b）VCONN（只有在插頭上才會有該信號），用于向插頭供電（由此可以推測出有些插頭中可能會有電路）。
c）GND，接地
第二類：USB 2.0數據線，D+/D-，它們在插頭端只有一對，和舊的USB 2.0規(guī)范一致。但為了支持正反隨意插。在插座端定義了兩組，這樣插座端可以根據實際情況進行合適的mapping。 第三類：USB3.1數據線，TX+/-和RX+/-，用于高速的數據傳輸。插頭和插座端都有兩組，用于支持正反隨意插。
第四類：用于Configuration的信號，對插頭來說，只有一個CC，對插座來說，有兩個CC1和CC2。
第五類：擴展功能所需的信號，具體使用場景由相應的擴展功能決定。
對于3.1中所描述的不同類型的插座和插頭，這24個管腳以及信號不一定全部使用，具體可參考USB Type-C的規(guī)范，另外大家可能注意到了，USB Type-C 24個管腳信號中，Power類（GND/VBUS）和數據類（D+/D-/TX/RX）是完全對稱的（對Power來說，無論怎么插，都是一樣；對數據線來說，簡單的路由一下，就可以工作）。剩下的，包括CC、SBU和VCONN，用于方向、線類型等檢測.
USB上的VBUS到底是個什么鬼？
說GEND，大家肯定都知道，但是說到VBUS就很多人只聞其聲了，根據USB規(guī)范，從電源方面來講，USB設備分為自供電和總線供電兩種設備類型，
自供電設備不使用 HOST/HUB的電源，而是自身有電源供應；總線供電即指設備電源來自VBUS。
如果是總線供電設備，USB規(guī)范按照設備工作時吸取的電流大小又規(guī)定了兩種設備：low pwer和high power設備，low power設備任何情況下不得吸取超過100mA的電流，high power設備在正確配置之前不得吸取超過100mA的電流。
如果已經配置，任何情況下不得吸取超過500mA的電流。如果設備進入suspend狀態(tài)，low power設備任何情況下不得吸取超過500uA電流，high power設備在已經正確配置并且遠程喚醒功能被主機使能的情況下不得吸取超過2.5mA的電流，否則不得超過500uA。
一句話說簡單點就是：VBUS線是HOST/HUB向USB設備供電的電源線。
現(xiàn)在回到今天討論的主題，這根電源線如何選擇，如何選擇合適的長度來滿足電流，電流的大小決定于電阻，電阻越大，電流越小，電阻越小電流越大.再直接一點說就是 ：電阻也就是線的粗細【導體的AWG數大小】，電線越粗【導體的AWG數越小】電流越大，電線越細【導體的AWG數越大】，電流越大；因為：線越粗，電流流的越快，阻力越小， 就像水管一個樣，水管越細，水流越小，水管越粗，水流的越大，以上通俗的道理，但是USB協(xié)會規(guī)范在考量的時候，不會單純的考慮單一的電流來做衡量線材好壞標準，而是選擇電壓降，USB Type-C Specification Release 1.2 規(guī)范定義: VBUS:壓降范圍小于 500mV GND:壓降范圍小于 250mV 成品回路=500mV+250mV =750mV 。
為什么將電壓降做為衡量電流的標準而不是單一的電流直接來考量呢？
我們先看下電壓降的計算公式：（輸出電流*導體電阻）*線材長度+接觸電阻
電壓降又稱為電壓或電位差，表示為U，單位伏特（V），是描述電場力移動電荷做功本領的物理量.
舉例說明：
一個電源的電壓經過一段線路或其他部件的傳送電壓有一部分就會被消耗從而降低，這降低的部分就是這段線路的電壓降，測量電源起點處的電壓與終點處的電壓，兩者之差就是電壓降.
舉個簡單的例子，例如變電站的輸出電壓是220V，而你家的電壓是215V，那么從變電站到你家的這段電路的電壓降就是220V-215V=5V.
電壓降應該這樣解釋：電線本身存在電阻，當電流沿導線流動時，必須施加一個電壓來克服這個電阻，否則電流就不能通過；在同樣一根電線上，通過的電流越大，需要來克服這個電阻的電壓就越高（V=I*R），克服這個電阻的電壓對于供電電源來說，就是造成了“電壓降”（送過去的電壓降低了），用電量越大（I 加大）電壓降也就越大，導線電阻率越大、導線截面積越小、導線越長（R 加大）電壓降也越大.
從以上可以看出，衡量電壓降比單純的電流靠譜穩(wěn)定和更加全面。
所有的過程影響都會造成電壓降
USB成品電流壓降要求案例分析
UL-1581 33頁:導體電阻在不同的環(huán)境測試條件下會得到不一樣阻值。
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UL758 26頁 7.3.1.2對導體的絕緣層要求如下：
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直流電阻值測試設備（JK2812C型LCR數字電橋）
網絡分析儀（衰減）
USB 2.0 協(xié)會規(guī)范 175頁
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VCC：壓降范圍小于125mV GND：壓降范圍小于125mV
成品回路=125mV x 2 =250mV
R電阻＝U電壓250mV / I電流0.5A 得到的結果是0.5 ohms/m
依24AWG分析如下：
24AWG純銅線電阻值在20℃測試環(huán)境下1000M線材/94.2Ω，
（1M/0.0942Ω）；
電阻值在25℃測試環(huán)境下1000M線材/95.8Ω， （1M/0.0958Ω）；
插頭連接器自身的阻值+公母對插接觸阻值+焊接產生阻值
連接器供應商提供的范圍值0.1Ω之間。（公母一組）
實際測試USB A/M USBA/F Micro 5Pin （0.06Ω/組）
下面我們計算24AWG 1M成品，分析如下：
20℃測試環(huán)境下（0.0942Ω*2芯）+（0.06Ω*2組）＝0.3084Ω
25℃測試環(huán)境下（0.0958Ω*2芯）+（0.06Ω*2組）＝0.3116Ω
參照USB2.0協(xié)會標準：0.5 ohms/M 以上數據判定OK。
在25℃測試環(huán)境下，現(xiàn)設定電流0.5A/1A/2A；壓降值如下：
R電阻＝U電壓/ I電流 U＝R*I
0.3116Ω*0.5A=0.1558V
0.3116Ω*1A=0.3116V
0.3116Ω*2A=0.6232V
注：這些只是理論值，實際測試數據都是有公差值的。
依23AWG分析如下：
23AWG純銅線電阻值在20℃測試環(huán)境下1000M線材/74.5Ω，
（1M/0.0745Ω）；
電阻值在25℃測試環(huán)境下1000M線材/75.8Ω， （1M/0.0758Ω）；
下面我們計算23AWG 2M成品，分析如下：
20℃測試環(huán)境下（0.0745Ω*2芯）*2M+（0.06Ω*2組）＝0.418Ω
25℃測試環(huán)境下（0.0758Ω*2芯）*2M+（0.06Ω*2組）＝0.4232Ω
參照USB2.0協(xié)會標準：0.5 ohms/M 以上數據判定OK。
在25℃測試環(huán)境下，現(xiàn)設定電流0.5A/1A/2A；壓降值如下：
R電阻＝U電壓/ I電流 U＝R*I
0.4232Ω*0.5A=0.2116V
0.4232Ω*1A=0.4232V
0.4232Ω*2A=0.8464V
注：這些只是理論值，實際測試數據都是有公差值的。
USB Type-C Specification Release 1.2規(guī)范定義:
VBUS：壓降范圍小于500mV GND：壓降范圍小于250mV
成品回路=500mV+250mV =750mV
成品R電阻＝U電壓750mV / I電流0.5A 得到的結果是1.5 ohms/m
VBUS R電阻＝U電壓500mV / I電流0.5A 得到的結果是1ohms/m
GND R電阻＝U電壓250mV / I電流0.5A 得到的結果是0.5 ohms/m
依24AWG分析如下：
24AWG純銅線電阻值在20℃測試環(huán)境下1000M線材/94.2Ω，
（1M/0.0942Ω）（0.75M/0.07065Ω）；
電阻值在25℃測試環(huán)境下1000M線材/95.8Ω， （1M/0.0958Ω）（0.75M/0.07185Ω）；
插頭連接器自身的阻值+公母對插接觸阻值+焊接產生阻值
連接器供應商提供的范圍值0.1Ω之間。（公母一組）
實際測試USB A/M USBA/F Micro 5Pin （0.06Ω/組）
實際測試USB 2.0 TYPE-C （0.13Ω/組）為什么會產生這么大的阻值，原因在于TYPE-C母座帶PCBA板導致。
下面我們計算24AWG 0.75M成品，分析如下：
20℃測試環(huán)境下（0.07065Ω*2芯）+ [（0.03*3）+0.1]＝0.3313Ω
25℃測試環(huán)境下（0.07185*2芯）+ [（0.03*3）+0.1]＝0.3337Ω
參照協(xié)會規(guī)范標準：
VBUS R電阻＝U電壓500mV / I電流0.5A 得到的結果是1ohms/m
GND R電阻＝U電壓250mV / I電流0.5A 得到的結果是0.5 ohms/m
在25℃測試環(huán)境下，現(xiàn)設定電流3A；壓降值如下：
R電阻＝U電壓/ I電流 U＝R*I
0.3337Ω*3A=1.0011V
注：這些只是理論值，實際測試數據都是有公差值的。
按照部分資深研發(fā)的經驗，如果適配器總功率夠大的話，還可以通過大電流時候做線補補救一下。電流每增加1A適配器板端電壓補0.1V左右。這樣末端的壓降就很小了。
Tpye-c線 為什么在vbus和cc腳之間加一個56kΩ電阻？
大多數這個電阻用在USB-A到USB-C的轉接線中。比如你的手機是C接口的，通過這個電纜連接到筆記本的USB-A接口上充電。這個56k電阻告訴手機這是一個傳統(tǒng)的USB接口，必須按照協(xié)議進行協(xié)商來決定輸出電流，特別是針對傳統(tǒng)的只能輸出500mA電流的USB接口。
協(xié)商以后，會按照USB主機端接口的輸出能力給手機充電。如果這個電阻不正確，或者說一些不好的電纜，會使用3A的電流，告訴手機從主機那邊獲取3A的電流，這樣子的話，會對USB-A那邊造成很大影響，燒毀？著火？那就得看主機端設計的情況了。
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