Комментарии 66
Затея конечно вызывает много вопросов по электробезопасности — например что с нагревом, с искровыми разрядами при рассоединении, максимальной длине, что с износом и коррозией пинов. Доставлять по такому маленькому коннектору такую мощность в угоду миниатюризации как-то не очень, особенно если на рынке появится куча левых кабелей с поддельной маркировкой…
Да и сам кабель, с учётом того, что он будет гибким (многожильным), какой толщины должен быть, при условии длительного использования на таких токах?
Каких таких токах? В 100Вт версии 20В 5А, в 240Вт версии 50В 5А. P=UI. Тут главное чтобы изоляция между жилами выдержала 50В, а сопротивление провода может быть такое же как и в версии сто ватт.
Вообще например в промышленности сечение гибкого кабеля/провода вторичных цепей, который выводится на дверь шкафа, не должно быть меньше 1 кв.мм., который по ПУЭ выдерживает ток до 14-17А, при том что там обычно плавкая вставка всего лишь на 2А или 6А, а фактический ток еще меньше.
Старая телефонная лапша по паспорту до 1000В, и сечением 0,5 кв.мм., это не значит что по ней можно силу пускать.
Так что эти USB-проводочки действительно несерьезные. Сейчас мы наблюдаем упоротую попытку превратить сигнальный кабель в силовой. Впрочем, прецеденты уже были, это POE. Но там было без особых извращений, всего-то 48 В, 400 мА, 15 Вт
Тут главное чтобы изоляция между жилами выдержала 50В
Старая телефонная лапша по паспорту до 1000В, и сечением 0,5 кв.мм., это не значит что по ней можно силу пускать.
Так что эти USB-проводочки действительно несерьезные. Сейчас мы наблюдаем упоротую попытку превратить сигнальный кабель в силовой. Впрочем, прецеденты уже были, это POE. Но там было без особых извращений, всего-то 48 В, 400 мА, 15 Вт
Но там было без особых извращений, всего-то 48 В, 400 мА, 15 Вт
Серьёзный вопрос. А где граница проходит и чем определяется? Две точки есть: 48В 0,4А — не извращение, 50В 5А — извращение. Но этого маловато.
В POE другой способ согласования потребляемой мощности. Он реализуется за счет контроля потребляемого тока, что требует обязательного и не маленького резерва.
А в USB согласование потребляемой мощности может выполняться за счет обмена данными, что позволяет использовать меньший запас и тем самым увеличить прокачиваемую мощность.
А в USB согласование потребляемой мощности может выполняться за счет обмена данными, что позволяет использовать меньший запас и тем самым увеличить прокачиваемую мощность.
Вообще например в промышленности сечение гибкого кабеля/провода вторичных цепей, который выводится на дверь шкафа, не должно быть меньше 1 кв.мм
Не в промышленности, а в некоторых стандартах организации и/или отраслевых. И это сечение плавает от 0,75 до 1,5. И сделано это исключительно из-за механической прочности, а не силы тока.
который по ПУЭ выдерживает ток до 14-17А
Про 14 там ни слова нет. Ну если мы, конечно, не говорим о групповой прокладке в трубах, или прокладке в трубе многожильного кабеля.
при том что там обычно плавкая вставка всего лишь на 2А или 6А
Какое отношение это имеет к максимальному току? Если мы говорим о номиналах средств защиты, то кабель должен обеспечивать протекание тока КЗ на соответствующих устройствах защиты. Но это если мы говорим о силовых. Сечение и тип контрольных кабелей выбирается исходя из отраслевых стандартов, здравого смысла и требований к падению напряжения и длине линии (если мы говорим о каком-нибудь богомерзком 0...10В)
Старая телефонная лапша по паспорту до 1000В, и сечением 0,5 кв.мм., это не значит что по ней можно силу пускать.
Хотите — пускайте. С токами и напряжениями, не превышающими возможности данного кабеля. Инфа сотка, что всё будет хорошо.
Так что эти USB-проводочки действительно несерьезные.
Посмотрел на свой PD кабель. Сечение силовых жил в котором явно больше 1 кв.мм. Так и не понял, почему его >1 кв.мм хуже, чем 1 кв.мм ВВГнг.
сигнальный кабель в силовой
Не «сигнальный», а «контрольный». Но в чём отличия то знаете? Давайте я расскажу.
Принципиальными отличиями «силовых» от «контрольных» кабелей является толщина изоляции. Чем толще изоляции — тем выше напряжение пробоя при прочих равных. И тем меньше шанс повредить изоляцию до толщины пробоя. Проблема тут в том, что когда мы говорим о USB PD — напряжения там вполне себе «контрольные», а не «силовые».
Да и справедливости ради тем же самым КВВГнг вполне себе спокойно подключают и сигналы и на переменке. И даже двигатели. Потому что его номинальное рабочее напряжение 0,66 кВ.
Если что, то ещё раз уточню:
1) Максимально допустимые токи определяются сечением кабеля и в конечном итоге максимальной температурой токопроводящей жилы. Для кабелей в кремней-органической изоляции, которые еще и проложены отдельно от других и по негорючим подложкам, максимально допустимые токи значительно выше, чем для кабелей групповой прокладки с ПВХ изоляцией. Если температура токопроводящей жилы будет значительно меньше (величина значительности зависит от способа прокладки, материалов изоляции и вот этого всего) максимально допустимой — кабель можно использовать.
2) Максимально допустимые напряжения в кабеле определяется изоляцией между токопроводящими жилами. Если напряжение пробоя с определенным запасом превышает (величина запаса зависит от целей применения) номинальное рабочее напряжение — этот кабель можно использовать.
Нормальная плотность тока для меди — 5А/кв.мм сечения провода. Т.е. диаметр как минимум двух проводников кабеля _без изоляции_ будет более 1,1 мм. Гибкость такого кабеля будет желать лучшего :)
Можно сделать проводники тоньше, но будет нагрев и потери.
Можно сделать проводники тоньше, но будет нагрев и потери.
Предохранители из медной проволоки на ток 5A делают площадью 0.02кв.мм. Для них рассеиваемая мощность 20Ватт на метр (и растёт на 5Вт каждые 100 градусов).
1.72e-8Ом*м * 1м * 5A*5A / 0.1 мм^2 = 4.3Вт — это для проводника площадью 0.1 кв.мм длиной 1м на максимальном токе при 20 градусах Цельсия (плюс дополнительный ватт на каждые 100 градусов).
То есть для такого провода где-то пятикратный запас по рассеиваемой мощности есть.
1.72e-8Ом*м * 1м * 5A*5A / 0.1 мм^2 = 4.3Вт — это для проводника площадью 0.1 кв.мм длиной 1м на максимальном токе при 20 градусах Цельсия (плюс дополнительный ватт на каждые 100 градусов).
То есть для такого провода где-то пятикратный запас по рассеиваемой мощности есть.
Насколько суров USB кабель на 5 А можно проверить уже сейчас, ведь существующий стандарт PD тоже передаёт до 5 А. Напряжение правда ниже, так что возможно изоляция станет тоже более суровой. Но я могу сказать, что USB Type-C кабель на 100 Вт довольно гибкий. Не шнурок от смартфона, но и не HDMI.
Эппловские кабели очень тонкие, кстати. На usb-c зарядниках в 87 ватт.
Насколько суров USB кабель на 5 А можно проверить уже сейчас, ведь существующий стандарт PD тоже передаёт до 5 А.
10А он передает. И для передачи этих 10А надо всего то два проводника с сечением по 1 квадрату каждый (и это с запасом). Причем это не обязательно должна быть моножила (и естественно никогда ей и не является).
Напряжение правда ниже, так что возможно изоляция станет тоже более суровой.
Не станет. Это слишком низкие напряжения, чтобы там возникал пробой.
20 вольт и 5 ампер максимальные характеристики для текущего стандарта Power Delivery, откуда 10?
20 вольт и 5 ампер максимальные характеристики для текущего стандарта Power Delivery, откуда 10?
Ну да, кстати. Ошибся. В таком случае суммарное сечение двух проводников должно быть 1 квадрат и больше.
Изоляцию что там, что там можно делать минимально допустимой толщины, которая обеспечивала бы механическую прочность.
Для влажного воздуха сочтём напряжение пробоя 1cm/kV. Между контактами там 1.2мм — пробой наступит при 83V. Кабель (а также БП и нагрузка) имеет свою индуктивность, и при токе 5A и резком разрыве нагрузки (вытаскиваем кабель из разъёма) цепь размыкается, и энергия, запасённая в этой индуктивности повышает разность потенциалов между контактами. В один «прекрасный» момент напряжение повышается выше пробоя (обычно принято считать, что при разрыве контакта напряжение может превышать номинальное в несколько раз, и 83V далеко не предел) и происходит разряд. После искры, благо токи и мощность БП позволяют, зажигается дуга и мы наблюдаем обугливание контактов до срабатывания защиты в БП.
Дальше вкуснее. Обугленные контакты создают мостик, который снижает сопротивление между контактами и в один момент сопротивления становится недостаточным и разъём вместе с устройством расплавляется с риском пожара. В общем случае геометрические размеры разъёмов ограничивают пропускаемую через них мощность. Либо из-за напряжения пробоя, либо из-за нагрева из-за высокого тока. Геометрией разъёма можно чего-то выиграть, но есть асимптотический предел.
Дальше вкуснее. Обугленные контакты создают мостик, который снижает сопротивление между контактами и в один момент сопротивления становится недостаточным и разъём вместе с устройством расплавляется с риском пожара. В общем случае геометрические размеры разъёмов ограничивают пропускаемую через них мощность. Либо из-за напряжения пробоя, либо из-за нагрева из-за высокого тока. Геометрией разъёма можно чего-то выиграть, но есть асимптотический предел.
случай про нагар
Как раз недавно вышел из строя прибор потому, что из-за скачка напряжения пробило искру между ног транзистора и нагар создал условия для того, чтобы искра там начала пробивать уже без скачков, при штатном напряжении. Транзистор нормальный, но нагар у ног создавал КЗ, и пришлось его менять.
1,2 мм между соседними контактами. Между двумя контактами питания там ещё два промежуточных. После разъединения БП снизит напряжение до 5 В. Зажигание дуги, если бы оно и возникло, вероятно загнало бы БП в перегрузку. Инженеры не такие идиоты.
Не обязательно даже после. В usb a разная длинна дорожек, чтобы питание отсоединялось последним. В usb c подозреваю сделано также. При потере сигнала БП тут же снижает питание и никакого фейерверка не происходит.
Про 1,2 мм между контактами это я неподумавши ляпнул. Там столько контактов с таким шаком не влезет. Навернеое всё же верно про расстояние между контактами питания. Я не нашёл внятного чертежа. Но остальное в силе.
1.2мм это air gap. Между контактными площадками. Я даже и не рассматриваю идею пропихнуть 240W через разъём, в котором оба проводника находятся, как сейчас, на расстоянии в 1.8мм тексталита с непокрытыми маской проводниками. Там сейчас 0.3мм между пластинками. И, если вычесть медь, это значит что получим 0.3*3 0.9мм. И каждая пылинка, капля пота/слюны/слёз/дождя приведет к катастрофе при напряжении 50V
> приведет к катастрофе при напряжении 50V
В смысле к испарению капли слюни и отключению источника напряжения по перегрузке? Или что-то ещё будет?
В смысле к испарению капли слюни и отключению источника напряжения по перегрузке? Или что-то ещё будет?
будет
Кроме пробоя на сигнальные линии 50V на разъёме останется подпалина или солевой мостик. Что быстро приведёт к рецидиву.
Кроме пробоя на сигнальные линии 50V на разъёме останется подпалина или солевой мостик. Что быстро приведёт к рецидиву.
Это легко решается. Как я понимаю, подобного рода замыкание — это так или иначе превышение по току. Ну вот и добавим прямо в разъем предохранитель с дополнительной пиротехникой (безопасной, разумеется — внутри прочного прозрачного корпуса). В случае описанных проблем кабель с видимым треском и вспышкой чернеет в районе разъема. И перестает работать, т.к исправных проводников в нем больше нет. А владелец идет в магазин — за новым кабелем. [/sarcasm]
В 100Вт версии 20В 5А, в 240Вт версии 50В 5А. P=UI.
Рассеиваемая мощность на кабеле - P = I^2 * R
То есть полностью зависит от протекающего тока. Да, 100Вт кабель подойдет, если выдержит напряжение между проводниками.
Наверное от USB там в разъёме останется только форма штекера. Половина контактов будет на плюс и половина на минус (ну пару контактов можно отдать на служебные, конечно) в режиме зарядки.
Там ещё надо данные куда-то надо запихать.
а какими данными блок питания с монитором/ноутбуком должен обмениваться? просто интересно, зачем интерфейс данных пристраивать к таким достаточно мощным вещам, когда обычные силовые кабели уже доказали свою состоятельность? думается там действительно пины 50/50 плюс с минусом разделят, ну максимум один два пина оставят под служебные сигналы по типу FAULT или перегрузка и CONNECTED
Чтобы подключить монитор к ноутбуку одним кабелем и ноут заряжался от бп монитора и туда же пролезло изображение и еще что-нибудь. У меня к ноуту по одному проводу type-c приходи и питание и usb и проводная сеть и видеосигнал на монитор.
USB это в первую очередь интерфейс для передачи данных и питание там как бонус.
Сейчас из 24 пинов 8 для питания, остальные для данных и учитывая, что скорее всего новый разъём будет backwards compatible, особых изменений не должно быть.
есть подозрение, что увеличение мощности питания может повлиять на пропускную способность и помехоустойчивость передачи данных. именно, что это интерфейс передачи данных, а они сову на глобус пытаются натянуть. я не против миниатюризации, просто задаю вопросы, которые, как мне кажется могут оказаться критическими при реализации. а вообще идея интересная, только сколько такой кабель будет стоить и какого он будет качества тоже большой большой вопрос
PLC же :)
Я потому и уточнил, что в режиме зарядки. Будет в ноуте 4 (например) гнезда, type c, без отдельного под БР. Куда воткнул блок питания, там контакты под зарядку переключаются. Воткнул в тот же порт монитор, он переключается в DP режим. Воткнул внешнюю видеокарту, он в pcie перешёл. Опять вернул зарядку - он заряжает по тем же пинам. Вот это будет по-настоящему UNIVERSAL serial bus
Ждем трансокеанические подводные коммуникационные кабели, подключающиеся по Type-C.
USB-C 2.1 — мммм, какое классное не вводящее в заблуждение название для нового стандарта.
С такими темпами скоро будут чайники, работающие от USB TypeC 3.1
А называться это всё будет, как я понял, USB 3.2 Gen 2x2 Type-C v 2.1
Вот раньше у маркетолухов были в моде супер-, гипер-, ультра- и турбо-. Теперь type, mark и номера версий, обязательно через точку. И как было нихрена не понятно, кто кого ультрее, так всё только хуже стало.
Вот раньше у маркетолухов были в моде супер-, гипер-, ультра- и турбо-. Теперь type, mark и номера версий, обязательно через точку. И как было нихрена не понятно, кто кого ультрее, так всё только хуже стало.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Продам USB4.2 сварочный аппарат. 1В 2кА.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Звучит, мягко говоря, странно.
Какая должна быть мощность БП для компа, чтобы заведомо иметь возможность подключить к нему всё, что требуется?
Eyefinity позволяет подключить до 6 мониторов. Если все они будут питаться по USB, то это 1440 Вт, забираемых с видеокарты. К каждой карте подключать по 4 дополнительных линии питания?
Какая должна быть мощность БП для компа, чтобы заведомо иметь возможность подключить к нему всё, что требуется?
Eyefinity позволяет подключить до 6 мониторов. Если все они будут питаться по USB, то это 1440 Вт, забираемых с видеокарты. К каждой карте подключать по 4 дополнительных линии питания?
50 Вольт? Ждем статьи про то, как убивают ноутбуки в ванне… Даже при использовании «идеальных» блоков питания. Или даже не в ванне, а просто при касании разъема голыми пальцами. Думаю что большая часть людей таки понимает что нельзя сувать пальцы в розетку, но абсолютно неготова к тому что «обычная зарядка» может быть тоже опасна, и даже не в «мокрой зоне»
На 50в еще один блок питания в самом устройстве нужен будет.
Чую я, будет одно разочарование типа «я воткнул монитор/принтер в ноут, а оно не включается»
Тоже заинтересовался вопросом разыва линий питания и дуги и почитал стандарт…
Extended Power Range (EPR) Cables
3.11.1 Electrical Requirements
Extended Power Range cables have additional requirements to assure that these cables can deliver the full defined voltage and current range for USB PD EPR operation. EPR cables shall functionally support a reported 50 V and 5 A o peration. The minimum functional voltage that a cable shall support is 53.65 V. The electrical components potentially in the path of V BUS in an EPR cable, e.g. bypass capacitors, should be minimally rated for 63 V.
To control the impact of inductive kickback and ringing that can increase the chance of arcing between a USB Type-C plug and receptacle when a cable is removed while power is still applied, an EPR cable may include a snubber capacitor within the plug at ea ch end of the cable. See Appendix H for more information.
И в приложении есть даже фотки повреждения контактов при дуговом разряде, рассмотрены все варианты при которых оно может случиться. И в общем их предложения по минимизации этого дела — ограничивать скорость нарастания напряжения на индуктивном выбросе при размыкании, попытаться отключить при размыкании источник, мониторя обмен и CC пины, так как контакты питания длинее чем CC и при вытаскивании разъёма CC отключится первым. Вот это похоже наиболее реальный сценарий с отключением нагрузки при работе. Но это не поможет например при разрыве провода в самом кабеле, и кабель легко может пыхнуть как бенгальский огонь.
Extended Power Range (EPR) Cables
3.11.1 Electrical Requirements
Extended Power Range cables have additional requirements to assure that these cables can deliver the full defined voltage and current range for USB PD EPR operation. EPR cables shall functionally support a reported 50 V and 5 A o peration. The minimum functional voltage that a cable shall support is 53.65 V. The electrical components potentially in the path of V BUS in an EPR cable, e.g. bypass capacitors, should be minimally rated for 63 V.
To control the impact of inductive kickback and ringing that can increase the chance of arcing between a USB Type-C plug and receptacle when a cable is removed while power is still applied, an EPR cable may include a snubber capacitor within the plug at ea ch end of the cable. See Appendix H for more information.
И в приложении есть даже фотки повреждения контактов при дуговом разряде, рассмотрены все варианты при которых оно может случиться. И в общем их предложения по минимизации этого дела — ограничивать скорость нарастания напряжения на индуктивном выбросе при размыкании, попытаться отключить при размыкании источник, мониторя обмен и CC пины, так как контакты питания длинее чем CC и при вытаскивании разъёма CC отключится первым. Вот это похоже наиболее реальный сценарий с отключением нагрузки при работе. Но это не поможет например при разрыве провода в самом кабеле, и кабель легко может пыхнуть как бенгальский огонь.
На мой взгляд что-то в этом мире не так. Вместо того, чтобы оптимизировать потребление всех железок мы оптимизируем кабель, источники и контроллеры питания.
На мой взгляд 100 ватт отличный порог для остановки. Хочешь больше, запитываешь отдельно.
Я думаю там будет встроенная защита типа УЗО поэтому 50в не страшны.
Вместо того чтобы уменьшать потребляемую мощность они увеличивают доставляемую...
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
В USB Type-C версии 2.1 добавят поддержку мощности до 240 Ватт