為什麼說一條好的數據線對手機充電效率影響很大?

如果你只是想快速選擇一條合適自己的數據線，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。

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相信大家都有過這樣的經歷，那就是用原裝充電器和數據線給手機充電，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據線後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據線並不匹配手機的充電需求，意味著你需要把原裝數據線找出來，或者換一條能滿足需求的數據線使用。對此很多用戶都有疑問，現在數據線的結構都不是統一的嗎？既然物理結構相同，那為什麼還會有這樣的兼容性問題呢？

事實上這樣的問題並不是數據線的物理結構引起的，更多的是數據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品，它們所用的數據線基本上都是通用的，並不存在真正意義上的「獨家數據線」，即便是像一加手機那樣，想要快充就必須用自家數據線，那也僅限於快充握手上，當其搭配普通款式的數據線使用時，基本的充電與數據傳輸功能也是不會受到影響的。因此當你換用第三方數據線後，充電速度明顯變慢，那在排除「握手快充協議必須使用原裝線材」的原因後，剩下的自然就是大家常說的「數據線質量」問題了。

大家可別小看這個「數據線質量」問題，實際上我們打開京東或者淘寶的頁面可以看到，搜索「手機數據線」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，顯然這裡面不能用單純的「品牌溢價」來進行解釋，數據線的功能與充電效率才是最關鍵的因素。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，那充電效率又該怎麼理解呢？這就是我們今天要講的關鍵。

為什麼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。那麼壓降是怎麼產生的呢？實際上我們數據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，內部是存在電阻的，因此當我們用數據線把充電器和手機連起來後，就相當於在一個電路中串聯了一個電阻，而充電迴路形成後，數據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，相當於0.9W損耗

那為什麼說壓降會是一個判斷充電效率的關鍵詞呢？那是因為在充電過程中，終端設備的輸入電壓都是經過數據線「壓降」處理的，舉一個簡單的例子，當充電器輸出電壓為5V，充電迴路電流為2A的時候，使用壓降為0.2V的數據線意味著終端設備的輸入電壓為4.8V，總輸入功率為9.6W；而使用壓降達到0.4V的數據線時，則就意味著終端設備的輸入功率只有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，相當於1.8W損耗

而且上述往往只是一個理論計算，實際上不少終端設備都是有最低充電電壓要求的，例如某款設備支持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據線後方能恢復。理論上說，當一條數據線在2A電流下壓降達到0.4V時，想要器其降變為0.25V，那麼通過的電流必須下降到1.25A，此時終端設備的輸入功率僅相當於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。

壓降是什麼引起的？線阻對壓降的大小起決定性作用

既然「壓降」對於數據線的充電效率有明顯的影響，那麼數據線的哪一個屬性對「壓降」會有明顯的影響呢？其實根據壓降的計算公式「電壓=電流*電阻」這點我們就可以得知，線材的電阻對於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「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

這就是為什麼部分比較長的數據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，但這樣的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據線往往也會賣得更貴。不過也有部分產品在增加長度的同時並不改變線材的截面積，這樣的數據線往往長度越長壓降就越明顯，當然我們並不是說這樣的數據線不能使用，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鍵的因素。目前數據線裡面普遍都採用銅質線材，有部分高端產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採用鋁材質，鋁材質的導電率不差，但相比銅是要低很多。對於長度很短的數據線來說可能影響不大，例如長度僅10-15cm的產品，但是對於長度達到1米、1.5米甚至2米或以上的線材，鋁材質帶來的線阻影響就不可忽略了。

以純銅和純鋁來計算，後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，後者帶來的壓降會是前者的1.6倍。我們此前曾經對蘋果的MacBook Pro 16標配的充電數據線進行過測定，其線阻為0.125Ω，通過4.7A電流時產生的壓降約為0.6V，相當於損失了2.82W能量。假如這條線從銅材質變為鋁材質，那麼理論上其線阻將變為0.200Ω，4.7A電流下的壓降就變成0.94V，相當於損失了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範圍內，以降低線材上的能量損耗

值得一提的是，目前仍然處於主流快充模式的「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的，同樣是充電器輸出18W功率，在5V環境下就相當於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；而對於9V環境來說的話就是2A電流，壓降僅0.2V，相當於0.4W的功率損失，後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一PD充電協議，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於粗壯，不便於用戶使用。

當然數據線可不僅僅是用於充電，傳輸數據也是一個很重要的作用。但是相比於用於充電的線路，用於傳輸數據的線路對線材的要求可以說是相當低了，因為其上面所經過的電流是很小的，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據線後，就會看到其供電線路的線纜明顯會比數據線路的線纜更粗。也正是因為這樣，對於傳輸數據的線材，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，現在大部分的第三方數據線都會強調自家產品的電流通過能力，數據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據線？

那麼我們該如何選擇一條好用的數據線呢？對於用戶來說，原裝線材應該是首選的，因為原裝線材即便在理論電氣性能上沒有第三方線材的好，但是在搭配自家設備使用時，肯定是不存在兼容性問題的，快充握手、數據傳輸與充電效率等都會有較好的保障，因為這些都已經由原廠經過了詳細的測試驗證；而對於第三方線材來說，高規格、大品牌仍然是一個相對安全的選擇，而「一分錢一分貨」也可以算是一個亙古不變的「真理」，畢竟一條售價僅為9.9元的「5A大電流USB 3.1 Type-C」線材，怎麼看也不像是一個正常的存在。

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據線進行測量，例如拿兩個的USB電流表就可以快速測定數據線的壓降和電流，從而推算出線材的線阻，並以此計算出其在不同電流下的壓降值，即可判斷出這條數據線是否適合大電流的環境。當然如果你只是想快速選擇一條合適自己的數據線，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製一條足夠長的數據線，只是你真的需要這樣的數據線嗎？