USB电池充电基础

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1、USB电池充电基础USB为便携设备供电与其串行通信功能•样，已经成为•种标准应丿lh如今，USB供电已经扩展到电池充电、交流适配器及其它供电形式的应用。应用的普及帯来的•个显著效果是便携设备的充电和供电可以兀换插头和适配器。因此，相对丁过去毎种装置都采用冷川适配器的架构相比，H前的解决方案允许采川多种电源进行充电。毋庸置疑，USB电源的最大川途是能够为便携产品的电池充电。但是，无论是USB电源还是其它电源，电池充电都不仅仅是从电源取电这样简单。対于Li+电池尤其如此，充电不正确不仅会缩短电池寿命，而耳存在女全隐患。设计合理的

2、充电器町以优化女全性并增强川户体验，同时它还降低了退货、维修担保等风险，进而降低成木°通过为电池充电需要权衡电池“维护和保养”，考虑USB功率限制以及便携式消费产品设计中存在的体积和成木问题°木文讨论「如何在这些因素中达到最伴平衡。供电端口USB规范L1经经历了几代电源管理技术。最初的l：SB1和USB2.0规范规定了两种类型的电源（分别是5V500mA和5V100mA）,为所连接的设备供电。这些规范并非针对电池充电，而是川丁-小型外设供电，例如麦克风和键盘。但这并不妨碍设计人员设计出口己的USB电池充电装置。然而，如果没冇

3、统一指导，不同装置和充电器Z间的耳操作性就得不到保证。这种限制促使近期开发了USB规范补充说明：电池充电规范，1.1版,4/15/2009（BC1.1）A补充了充电知识和电源说明，最大电源电流可达1.5A。尽管标题为“电池充电规范”，但该文件几乎没侑包括关于充电电池指标的任何信息，只是规定了应该从【「SB端丨I吸收多大功率充电。实际充电方法依然会留给设计人员。在13C1.1之询，所有US13电源端口在有效丄作（即US13术语屮的“非挂起”模式）时，归为“低功率”（100mA）或“人功率”（500M）。任何端口也可以“挂起”，

4、意味看接近关闭，但仍对提供2.5血电流。对丁大多数设备，PC、笔记本电脑或供电集线器（供电集线器是一种USB中断盒，利用口身的墙上适配器电源提供总线供电）端口为“大功率”，除了上行USBL机提供的电源夕卜，不接收其它屯源的集线器端口被认为是“低功率”。插入装置后，授初允许吸收最大100mA的电流，同时进行枚举并与匸机协商其电流预算。随后，吋能允许吸收烏达500mA的电流，或者是保持在100皿。在USB串行总线规范2.0版的第7.2.1.4部分对此进行了详细规怎。BC1.1的内容超岀了USB2.0规定的电源分配，它定义了更多

5、用丁充电的电源c主要有三种不同类型的电源：标准下行端Il（SDP）这与USB2.0规范定义的端II相同，也是台式机和笔记木电脑常见的典型端II。挂起时，最人负载电流为2.5mA;连接卄•挂起状态下为100mA,可以配置电流为500mA（最大）。设备可利用般件识别SDP,USB数据线D+和D-分别通过15kQ接地，但仍然盂要枚举，以符合USB规范。尽管现在许多驶件不经枚举即消耗功率，但在USB2.0规范屮，从严格意义上并不合法，违反规范要求。充电下行端H（CDP）BC1.1为PC、笔记本电脑及英它硬件规定了这种较大电流的新型U

6、SBIIc现在，CDP可提供高达1.5A电流，山于可在枚举之前提供电流，所以有别于USB2.0。插入CDP的装置可通过操纵和监测D+、D-线，从而利川便件握手识别CDP（参见USB电池充电规范第3.2.3部分）。在将数据线转为USB收发之前进行换件测试，这样就能够衣枚举之而检测到CDP（以及开始充电）。◎用充电端口（DCP）BC1.1规定了不进行枚举的电源，例如墙上适配器电源和汽车适配器，不需要数字通信即可心动充电。DCP可提供高达1.5A电流，通过短路D+和D-进行识别，从而能够设计DCP"墙上适配器电源”，采川USBmi

7、ni或微型插孔，而非恻形插头或白制连接器的固泄安装线。这样的适配器可采用任意USB电缆（配备止确插头）进行充电。USB电池充电规范，1.1版，4/15/2009中対这些援JI类型进行了详细规定。电源类型检测对于连接到任意USB插孔并利用该电源I】作或为电池充电的装宜，需要了解吸收多人的电流合适。如果从只能提供500mA的电源试图吸收1A电流，这种措施并不妥当。USB接口出现过载时很可能导致关断、烧毁保险丝或触发口恢复保险丝动作。即使具令口恢复保护，也只能在拔出设备并重新连接后才能乘新启动。心保护描施不严谨的接口设计屮，接口过

8、载会造成整个系统复位。便携设计可以选择适当方法管理接口检测，可以兼容于BC1.1、只兼容USB2.0或根木不兼容。如果完全兼容丁"BC1.1,则必须能够检测所仃类型的USB电源并限制具电流，包括介法的USB1和2.0接口。如杲兼容2.0,将在枚举汗从SD卩充电，但可能不能识别CD卩和DCL