相信大家都有過這樣的經(jīng)歷，那就是用原裝充電器和數(shù)據(jù)線給手機充電，可能只需要不到1個小時就能從10%充到100%，但是換用一條第三方的數(shù)據(jù)線后手機的充電速度變得很慢，甚至完全充不進電，很明顯這條第三方數(shù)據(jù)線并不匹配手機的充電需求，意味著你需要把原裝數(shù)據(jù)線找出來，或者換一條能滿足需求的數(shù)據(jù)線使用。對此很多用戶都有疑問，現(xiàn)在數(shù)據(jù)線的結(jié)構(gòu)都不是統(tǒng)一的嗎？既然物理結(jié)構(gòu)相同，那為什么還會有這樣的兼容性問題呢？
事實上這樣的問題并不是數(shù)據(jù)線的物理結(jié)構(gòu)引起的，更多的是數(shù)據(jù)線所用的材料引起的。正如大家的普遍認識一樣，目前不管是主流還是高端的手機產(chǎn)品，它們所用的數(shù)據(jù)線基本上都是通用的，并不存在真正意義上的“獨家數(shù)據(jù)線”，即便是像一加手機那樣，想要快充就必須用自家數(shù)據(jù)線，那也僅限于快充握手上，當其搭配普通款式的數(shù)據(jù)線使用時，基本的充電與數(shù)據(jù)傳輸功能也是不會受到影響的。因此當你換用第三方數(shù)據(jù)線后，充電速度明顯變慢，那在排除“握手快充協(xié)議必須使用原裝線材”的原因后，剩下的自然就是大家常說的“數(shù)據(jù)線質(zhì)量”問題了。
大家可別小看這個“數(shù)據(jù)線質(zhì)量”問題，實際上我們打開京東或者淘寶的頁面可以看到，搜索“手機數(shù)據(jù)線”的話，我們可以看到同類線材的售價從幾塊錢1條到上百元1條的都有，顯然這里面不能用單純的“品牌溢價”來進行解釋，數(shù)據(jù)線的功能與充電效率才是最關(guān)鍵的因素。其中功能方面的差異相信大家都可以理解，例如USB 2.0線材與USB 3.0/3.1線材的差異 、普通USB Type-C接口與雷電3接口的差異等等，那充電效率又該怎么理解呢？這就是我們今天要講的關(guān)鍵。
為什么壓降對充電效率有明顯影響？
在開始講這個充電效率之前，我們先來將一個關(guān)鍵詞叫“壓降”。壓降就是指線材兩端的電壓差，例如線材的輸入端接上了一個5V的電源，但是在輸出端只檢測到4.8V的電壓，那這條線材的壓降就是0.2V。那么壓降是怎么產(chǎn)生的呢？實際上我們數(shù)據(jù)線所用的材料雖然是良好的電導體，但是其終歸不是超導體，內(nèi)部是存在電阻的，因此當我們用數(shù)據(jù)線把充電器和手機連起來后，就相當于在一個電路中串聯(lián)了一個電阻，而充電回路形成后，數(shù)據(jù)線中就會有電流通過，有電阻和電流的存在，線材兩端自然就會產(chǎn)生電壓，而這個電壓的值就是壓降值。
支持5A電流的線材，通過3A電流時壓降僅為0.3V，相當于0.9W損耗
那為什么說壓降會是一個判斷充電效率的關(guān)鍵詞呢？那是因為在充電過程中，終端設(shè)備的輸入電壓都是經(jīng)過數(shù)據(jù)線“壓降”處理的，舉一個簡單的例子，當充電器輸出電壓為5V，充電回路電流為2A的時候，使用壓降為0.2V的數(shù)據(jù)線意味著終端設(shè)備的輸入電壓為4.8V，總輸入功率為9.6W；而使用壓降達到0.4V的數(shù)據(jù)線時，則就意味著終端設(shè)備的輸入功率只有2A*4.6V=9.2W了，線材帶來了額外的0.4W損耗。輸入功率越低意味著充電速度越慢，這就是線材的壓降能影響著充電效率的主要原因。
支持3A電流的線材，通過3A電流時壓降為0.6V，相當于1.8W損耗
而且上述往往只是一個理論計算，實際上不少終端設(shè)備都是有最低充電電壓要求的，例如某款設(shè)備支持5V±5%的充電電壓，也就是4.75V到5.25V，當你使用一條在2A電流下壓降達到0.4V的線材時，很可能會因為充電輸入電壓只有4.6V，而不得不降低充電電流以減少壓降，甚至是會直接停止充電，待更換一條壓降低的數(shù)據(jù)線后方能恢復。理論上說，當一條數(shù)據(jù)線在2A電流下壓降達到0.4V時，想要器其降變?yōu)?.25V，那么通過的電流必須下降到1.25A，此時終端設(shè)備的輸入功率僅相當于4.75V*1.25A≈5.94W，相比原本理論上的5V*2A=10W就有了明顯的下跌。
壓降是什么引起的？線阻對壓降的大小起決定性作用
既然“壓降”對于數(shù)據(jù)線的充電效率有明顯的影響，那么數(shù)據(jù)線的哪一個屬性對“壓降”會有明顯的影響呢？其實根據(jù)壓降的計算公式“電壓=電流*電阻”這點我們就可以得知，線材的電阻對于壓降會有明顯的影響。線材的電阻也就是我們常說的“線阻”了，根據(jù)“電阻=電阻率*長度/截面積”的計算公式可以得知，當線纜的材質(zhì)相同也就是電阻率相同的情況下，線材的電阻與長度成正比，與截面積則成反比，因此想要降低線纜的電阻，縮短長度、加大截面積就是最直接的方法。
直觀上看，通過電流更大的線材（上）會比通過電流較小（下）的線材更粗
這就是為什么部分比較長的數(shù)據(jù)線往往也會比較粗的原因，因為它需要通過增大截面積的方式來彌補長度所帶來的線阻，但這樣得做法往往會大幅度增加線材的成本，因此這些更長也更粗數(shù)據(jù)線往往也會賣得更貴。不過也有部分產(chǎn)品在增加長度的同時并不改變線材的截面積，這樣的數(shù)據(jù)線往往長度越長壓降就越明顯，當然我們并不是說這樣的數(shù)據(jù)線不能使用，只是這樣的線材充電效率確實會低一些。
此外長度和截面積都相等線材也不見得線阻會相同，線材使用的是何種材料也是很關(guān)鍵的因素。目前數(shù)據(jù)線里面普遍都采用銅質(zhì)線材，有部分高端產(chǎn)品可能會使用鍍銀線甚至是純銀線來降低線阻，但也有部分低端線材會采用鋁材質(zhì)，鋁材質(zhì)的導電率不差，但相比銅是要低很多。對于長度很短的數(shù)據(jù)線來說可能影響不大，例如長度僅10-15cm的產(chǎn)品，但是對于長度達到1米、1.5米甚至2米或以上的線材，鋁材質(zhì)帶來的線阻影響就不可忽略了。
以純銅和純鋁來計算，后者的電阻率為前者的1.6倍，這就意味著在相同長度和相同截面積的情況下，后者帶來的壓降會是前者的1.6倍。我們此前曾經(jīng)對蘋果的MacBook Pro 16標配的充電數(shù)據(jù)線進行過測定，其線阻為0.125Ω，通過4.7A電流時產(chǎn)生的壓降約為0.6V，相當于損失了2.82W能量。假如這條線從銅材質(zhì)變?yōu)殇X材質(zhì)，那么理論上其線阻將變?yōu)?.200Ω，4.7A電流下的壓降就變成0.94V，相當于損失了4.42W的能量。
不同的輸出功率會有不同的輸出電壓，電流的大小會被限制在一個合理的范圍內(nèi)，以降低線材上的能量損耗
值得一提的是，目前仍然處于主流快充模式的“高壓低電流”就是為了解決線材線壓降引起的充電效率降低問題而開發(fā)的，同樣是充電器輸出18W功率，在5V環(huán)境下就相當于3.6A的電流，在一條線阻為0.1Ω的線材上是壓降0.36V，既超出了±5%的要求，損耗的能量也高達1.3W；而對于9V環(huán)境來說的話就是2A電流，壓降僅0.2V，相當于0.4W的功率損失，后者的功率損失還不到前者的三分之一。因此無論是目前主流的“高壓低電流”模式還是逐步趨向統(tǒng)一PD充電協(xié)議，隨著充電功率的提升，電壓提升的幅度往往會比電流提升的幅度更大，這樣既可以減少線材上的功率損失，同時也可以避免線材為了通過大電流而變得過于粗壯，不便于用戶使用。
當然數(shù)據(jù)線可不僅僅是用于充電，傳輸數(shù)據(jù)也是一個很重要的作用。但是相比于用于充電的線路，用于傳輸數(shù)據(jù)的線路對線材的要求可以說是相當?shù)土耍驗槠渖厦嫠?jīng)過的電流是很小的，更多時候只是用來表達電平的高低，因此當我們剪開一條數(shù)據(jù)線后，就會看到其供電線路的線纜明顯會比數(shù)據(jù)線路的線纜更粗。也正是因為這樣，對于傳輸數(shù)據(jù)的線材，連接是否牢固會比線材是否夠粗、電阻是否夠低要更為重要。也正因為這樣，現(xiàn)在大部分的第三方數(shù)據(jù)線都會強調(diào)自家產(chǎn)品的電流通過能力，數(shù)據(jù)傳輸能力更多地是以是否支持USB 3.0/3.1或者雷電3等來進行表示。
如何選擇一條好用的數(shù)據(jù)線？
而比較硬核的玩家則可以通過市面上一些簡單器材來對數(shù)據(jù)線進行測量，例如拿兩個的USB電流表就可以快速測定數(shù)據(jù)線的壓降和電流，從而推算出線材的線阻，并以此計算出其在不同電流下的壓降值，即可判斷出這條數(shù)據(jù)線是否適合大電流的環(huán)境。當然如果你只是想快速選擇一條合適自己的數(shù)據(jù)線，你不妨按照“ 45W最低選3A、65W或以上最低選5A、大品牌、長度合適、價格合適”這5個要點來購買。 當然你如果是真的不差錢，完全可以選擇足夠粗的銀線來定制一條足夠長的數(shù)據(jù)線，只是你真的需要這樣的數(shù)據(jù)線嗎？
