BC1.2 spec 定義了設備通過 USB 端口充電的檢測、控制和報告機制,這些機制是 USB2.0
規范的擴展,用于專用充電器(DCP)、主機(SDP)、hub(SDP)和 CDP(大電流充電端口)對設備的充電和 power up。這些機制適用于兼容
USB2.0 的所有主機和外設。
1、Background
PD (portable device) 便攜式設備連接到 host 或 hub 后,USB2.0 協議規定了 PD 汲取電流的最大值:
bus suspend 時最大汲取電流 2.5mA;
bus 沒 suspend 并且未被配置時最大汲取電流 100mA;
bus 沒 suspend 并被配置時最大汲取電流 500mA.
如果 PD 連接到 CDP, DCP, ACA-Dock, ACA,在 PD 未配置時汲取最大電流限制是1.5A,或者遵循 suspend
的規則。
2、SDP、DCP、CDP
標準下行端口(SDP):Standard Downstream Port,PC 的典型端口,這種端口的 D+ 和 D- 上都有下拉電阻。最大電流為
500mA。當 USB 處于這種模式時既可以為外部設備(手機充電、充電寶)充電,也可以起到數據傳輸的作用(U 盤、手機上傳/下載)。
專用充電端口(DCP):Dedicated Charging Port,適配器、車載充電器等端口,這種端口不可以傳輸數據,但可以提供 1.5A
以上的電流,端口的 D+和 D- 短路,不需要枚舉。
充電下行端口(CDP):Charging Downstream Port,這種端口即支持大電流 1.5A 充電,也可以兼容 USB2.0
的數據傳輸,因為可以支持傳遞數據,所以 D+ 和 D- 也必須有下拉電阻。
3、物理接口
注意 VBUS 和 GND 引腳長,插入 USB 時會先接通。
4、BC1.2 識別過程
VBUS 檢測:在 PD 端的電路可以檢測 VBUS,可以判斷連接是否有效。電路中的參考電壓 VOTG_SESS_VLD 一般在 0.8V~4V
之間,當總線上的電壓高于這個值,即 VBUS 》 VOTG_SESS_VLD,則說明 USB 連接有效。
DCD(數據連接檢測):這個階段不是一定有的,因為 USB 端口是否支持數據連接是未知的,有可能支持也有可能不支持。如果這個階段 D+ 端口或者 ID
端口在 900ms 內都沒有檢測到連接,那么就必須開始首次檢測。
首次檢測:這個階段主要是判斷 USB 端口是充電應用還是傳輸數據。首先 VDP_SRC 和 IDM_SINK 的開關閉合,將電壓 VDP_SRC 接入
D+ 端口,D+ 端口的電壓一般為 0.6V,然后檢測 D- 端口電壓。如果檢測到 D- 端口電壓小于規定的參考電壓,即 VD- < VDAT_REF
則端口判定為 SDP 類型;若大于規定的參考電壓,則判定為 CDP 類型或者 DCP 類型。
二次檢測:該階段是確認 USB 為充電口之后是否可以支持數據傳輸協議,這樣就可以區分 CDP 和 DCP。首先 VDM_SRC 的開關閉合,這時將
D- 拉高至 0.6V,然后檢測 D+ 的電壓,如果 D+ 小于規定的參考電壓,即 VD+ < VDAT_REF 則判定端口為
CDP;如果大于規定的參考電壓則判定端口為 DCP。
5、充電器識別過程
下圖是手機插入充電器后發生,一系列的決策邏輯流程,只需要看藍色字體,其他顏色字體所述邏輯不常見。
6、私有快充協議
由于 BC1.2 并非強制性協議,許多廠家基于 BC1.2 研發了自己的私有快充協議。比如高通的 QC,聯發科的 PE(Pump Express)
等。由于充電功率和電壓電流相關 P=UI,提高電壓或者電流就可以提高充電功率,在電池容量一定的情況下,功率越大充電速度越快。高通的 QC 和聯發科的 PE
快充方案技術原理是一樣的,都是通過增大充電電壓來提高充電功率。
7、線損補償
由 U=IR 知道充電電流越大,USB 充電線上的壓降也就越大。尤其在車載設備上,隨著 USB
線的增長或者充電電流的增大,到達手機端的電壓很可能達不到5V,可以通過線損補償來解決此類問題。
8、現狀及發展趨勢
現行快充技術主要分為兩大陣營:低壓快充和高壓快充。
低壓快充以 OPPO 的 VOOC 閃充為代表,通過增大充電電流的方式來提高充電功率。
優點:發熱量小、能量轉換效率高
缺點:硬件需要定制,成本高,兼容性差
高壓快充以高通 QC 為代表,其他廠家技術原理和高通一樣都是基于 BC1.2,通過增大充電電壓來提高充電功率。
優點:兼容性好、繼承性好、穩定
缺點:發熱量大,能量轉換效率低
基于 Type-C 接口的 USB Power Delivery 充電標準,簡稱 typec-PD,支持 100W 充電,采用多電芯后可以支持
120W、135W 甚至更高的充電功率。
-
usb
+關注
關注
60文章
7952瀏覽量
264920 -
端口
+關注
關注
4文章
973瀏覽量
32094
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論