如何判断 USB-C 线缆是否可以安全使用?

如何判断 USB-C 线缆是否可以安全使用?

很多媒体都在报道一些旧的 USB Type-C 电缆很危险据我了解,他们使用了错误的电阻,这导致设备消耗过多的电量。

另一方面,我想买一些便宜的 USB A-to-C 电缆,以便在家里随身携带。我目前还有一条可能不是标准的电缆,是随手机附带的。我有一台 OnePlus 3,这条电缆是“Dash Charge”快速充电系统的一部分。该电缆设计为可处理高达 5V 4A 的电压。(不过,我假设这对于 PC 来说是安全的。)

虽然“获取经过 Benson Leung 测试过的电缆”是一个好主意,但如果有一种不涉及 Nexus 5X 或 6P 的标准方法来测试我的电缆就更好了。

据我所知,问题在于电流消耗过大。使用 Ampere 之类的应用程序监控手机端的电流消耗是否足够?对于连接到 PC 的手机来说,多大的电流是安全的?

如果我想检查阻力,它应该在哪里?

简而言之,如果我不想拿起 Nexus 手机并运行 CheckR:我该如何测试它对我当前的手机和 PC 是否安全?

我将使用各种可能的充电源。但更重要的是,我需要一根备用电缆,可以用来连接手机进行数据传输。为了达到我的目的,我们假设一台装有供电 USB 集线器的 Windows 10 PC 作为测试基准。在大多数情况下,我可能会使用传统的 USB A-to-C 电缆。

我还要补充一点:问题可能只出现在某些手机/PC 组合中。OnePlus 2 显然可以使用任何 USB 电缆,无论是否符合规格。Nexus 手机可能没有。因此,我测试了自己的硬件。

答案1

没有必要怀疑什么。一切都在 Type-C 规范中定义。使用工程的通用规则:阅读规范。

是的,主要问题在于“传统电缆”,尤其是 Type-A 插头到 Type-C 插头。Type-C 规范定义了消费端口(手机/平板电脑或上行端口,UFP)检测源功能的主要机制。

如果使用标准 CC 电缆,供电端口(下游端口,DFP)会通过在 CC 引脚上使用三个不同的上拉电阻来“宣传”其能力。如果使用 5V 上拉参考,这些值为 56k、22k 和 10k,端口的电流能力分别为 500mA、1500mA 和 3000mA。CC 线会将此信息从 DFP 传播到 Type-C 电缆的末端。连接的设备(手机)将(应该)检测到这一点,并相应地限制其消耗。

现在,如果你的主机上只有一个传统的 Type-A 端口(大多数 PC 都是这样),该怎么办?Type-A 没有像 CC 那样的额外引脚。Type-C 规范建议将此信息嵌入到传统 A->C 电缆的 Type-C 端。因此,“信息通道”现在已断开,手机将尝试获取 Type-C 包覆成型内部的上拉电阻指示的电流,该电阻由电缆制造商焊接而成。由于电缆不知道你将把它插入哪个端口,安全的电缆上拉电阻应为 56k,否则手机可能会尝试从电缆中吸取 1.5A 甚至 3A 的电流。如果端口是常规 USB,则请求的电缆功率可能大大超过端口的容量。使用廉价的不受控制的电源输送(一些廉价的 PC 主板将 VBUS 直接连接到内部 +5VSTBY),将导致系统关闭。

如果端口足够强大,但使用的电缆很细(Type-C 电缆的 VBUS 和 GND 线上的线径可以低至 28AWG)并且 C 连接器的 10k 上拉电阻错误,则电缆可能会烧坏并引起火灾。

PS 您可以使用类似这样的连接线来测量任何 AC 电缆上 CC 到 VBUS 的上拉值:关联

答案2

laptopmag.com 准备了一份有关如何购买安全 USB-C 线缆的指南,可在此处获取:

http://www.laptopmag.com/articles/how-to-find-safe-usb-type-c-cables

可以肯定地说,测试连接器之间的电流和电阻并非易事,可能需要专门的设备。因此,请相信拥有这些设备的人认证的电缆。例如,看看你在帖子中提到的工程师 Benson Leung 的google+ 博客,您可以了解他的测试方法。其中很多方法似乎是“即插即用”和“将事物置于示波器下”的结合。

编辑:这里有一张 USB-C 电缆内电阻排列图这里。可以使用 USB-C 分线板,例如可用的这里,建立已知良好(经过认证)电缆端子之间的基线阻抗和电阻,并针对可疑电缆测试这些基线。务必考虑公差。

答案3

我做了一些这方面的功课。我没有设备明确地检查安全性,但我在自己的测试中注意到了几件事。

在大多数情况下,这个问题似乎与 USB C 转 USB 2.0 A 型电缆有关。它们会将自己误认为某些手机。Nexus 和 Pixel 手机似乎是主要问题。然后它们消耗的电量远远超过安全值。USB C 转 C 电缆应该没问题。

话虽如此,电话、电脑和电缆似乎都发挥了作用。

如果你有 Nexus 5X、6P 或 Chromebook Pixel,检查R应用程序是进行快速测试的好方法。我没有,而且这在我的设备上不起作用。这些似乎是大多数关于此事的文章中提到的主要设备。这些设备既是进行检查的最佳工具,也是您需要最谨慎使用的设备。

我用安培因为我有一台 OnePlus 3,所以不用它。它给我一个“最大 USB 电流读数”(我只能在支持 USB-C 的手机上看到,而不是在旧的 Moto G 上)。连接到移动电源或充电器时,该值显示为 1500mA。但是,在前面板 USB 端口上,它被检测为 500mA。

“安全”电缆的电流值应低于 3A,当然,除非您使用快速充电器,否则电流消耗应低于该值。DASH/VOOC 充电器/电缆组合检测为 1800mA USB 最大电流,充电电流为 3500mA(按设计)。我相信 Ampere 显示了手机的收费率,因此您的实际电流消耗将大约多 200-500mA。电流监控器(com.ericjohnson.currentmonitor) 也会为您提供原始数据。

我怀疑,除非使用 DASH/VOOC 线缆/充电器,否则 OnePlus 3 的充电电流会降至 1.5A(或 PC 上的 500mA),因此默认情况下,由于超出规格,它可能是安全的。如果您不确定,可能值得关注一下。

将来我可能会买一个专用的 USB 电压/电流表,用于科学研究。但除非你的手机根据规格设计为根据电缆吸收更多电流,否则它应该是相当安全的。

所以,我的手机似乎能很好地与任何电缆配合使用,而且我的廉价劣质电缆大部分情况下都是安全的。如果有人带着 Nexus 来访,我会让他们运行检查R首先,注释我的电缆。

答案4

不幸的是,唯一能确定电缆是否符合规格的方法是使用专用设备进行测试 - 比如高级电缆测试器,我相信 Benson 现在在他的测试中会用到它。

如果您不确定电缆是否有效,请检查它是否经过 USB-IF 认证 - 这是提前了解电缆是否有效的最佳方法!完整列表可在此处查看,并定期更新:USB Type-C 线缆认证

如果它没有经过 USB-IF 认证,请检查是否有人(例如 Benson)对其进行了测试并发布了结果。


综上所述,这就是为什么测试电缆会变得困难的原因。

对于 USB Type-C 转 Type-A 线缆,需要注意两点:

  • 它有 56k 上拉电阻吗?
  • 电缆电阻是否足够低,以安全地处理其可以支持的最大功率?
  • 接线正确吗?

第一个(有点)简单 - 正如 Ali Chen 指出的那样,您可以测量上拉电阻并确定电缆是否安全。

然而,后两者可能并不简单。

如果您确定电缆使用了正确的 56k 上拉电阻,您可以检查电缆在使用中、连接到兼容充电器并带电时电压是否下降。如果电压低于 4.5V,请立即丢弃。如果电压高于该值,但在正常负载下低于 4.8V,则无需丢弃,但可能应该丢弃。

检查电缆是否连接正确是另外一回事。连接错误的电缆可能会损坏你的设备-本森因电缆问题到底发生了什么。制造商可能会犯很多错误,如果没有专门的设备就很难确定一切是否正常工作。

所有这些,除了特定于传统电缆的 56k 上拉电阻外,也适用于 USB Type-C 到 Type-C 电缆 - 它们也可能接线错误,并且这里的电阻要求更严格,因为这些电缆必须支持至少 60W - 或者,在某些情况下,对于标记电缆,高达 100W - 与仅需支持 2.5W - 15W 的传统 USB 相比,这是一个巨大的飞跃。


最后,考虑到所有这些,像 Ampere 这样的应用程序不是衡量电缆是否有效的足够好的指标 - 即使我们忽略这样一个事实:一根坏电缆插入手机一分钟都是不安全的,手机充电也不是衡量电缆好坏的好方法:

  • 如果电缆没有 56k 电阻,手机可能仍会充电 - 它会尝试从充电器中吸取更多电量。
    • 在某些充电器上,这确实有效。许多充电器可以承受高负载,要么是设计原因,要么是制造商没有采取正确的安全预防措施(充电器应该超载时以某种形式关闭,因为运行不安全)。
    • 在某些充电器上,这会导致电压下降,但手机仍可能充电缓慢 - 看上去电缆没有问题,但实际上充电器超载了。不同的手机对较低电压的容忍度或多或少不同。
  • 即使安装了 56k 电阻,也并非所有手机都会真正尝试消耗那么多电流。
  • Ampere 只会尝试根据给定时间段内的电量差异来估算负载。例如,当前耗电量很大的设备在 Ampere 中会显示充电速度很慢。

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