Usb dcp что это
BC1.2 (Battery Charging v1.2) - это протокол, разработанный группой BC (Battery Charging) в рамках USB-IF, который в основном используется для регулирования требований к зарядке аккумуляторов. Протокол был впервые реализован на основе протокола USB2.0.
BC1.2 порт зарядки
Протокол USB2.0 предусматривает, что максимальный ток, потребляемый периферийным устройством от зарядного устройства USB, составляет 500 мА, а ограничение тока в 500 мА не может удовлетворить растущий спрос на быструю зарядку. Таким образом, BC1.2 представил механизм идентификации порта зарядки, в основном включающий следующие типы портов USB:
1. Стандартный нисходящий порт (SDP)
Порт SDP поддерживает протокол USB, а максимальный ток составляет 500 мА. Можно считать, что SDP - это обычный интерфейс USB.
2. Выделенный порт зарядки (DCP)
DCP не поддерживает протокол данных, поддерживает быструю зарядку и может обеспечивать большой ток. DCP в основном используется для специальных зарядных устройств, таких как настенная зарядка.
3. Нисходящий порт зарядки (CDP)
CDP поддерживает как протокол передачи данных, так и быструю зарядку
BC1.2 процесс идентификации протокола
1. Обнаружение VBUS Обнаружение Vbus
PD (портативное устройство, портативное устройство) имеет схему, которая определяет, действителен ли VBUS. Схема имеет эталонное значение. Если значение выше этого значения, VBUS считается действительным. Эталонное значение не является фиксированным и обычно находится в диапазоне от 0,8 В до 4 В.
2. Data Contact Detect обнаружение подключения для передачи данных
Этот этап не является обязательным, поскольку порт USB может поддерживать или не поддерживать протокол данных. Если соединение D + или ID PIN не обнаруживается через 900 мс на этом этапе, необходимо запустить первичное обнаружение.
3. Первичное обнаружение Первое обнаружение
Основная функция этого этапа - определить, является ли порт портом зарядки или портом данных:
. Во-первых тянуть PD + для 0.6В, а затем обнаруживает напряжение Pd- Если оно меньше, чем указанное опорное напряжение, порт СДП порт данных, если оно больше, чем опорное напряжение, это порт зарядки CDP или ДКП.
4. Вторичное обнаружение
Роль этого этапа - подтвердить, может ли порт зарядки поддерживать протокол данных, то есть различать CDP и DCP:
. Во-первых, чтобы тянуть 0.6В PD-, а затем обнаружить напряжение PD + Если оно меньше, чем указанное опорное напряжение, порт CDP, если оно больше заданного опорного напряжения, порт ДКП.
На приведенном ниже рисунке это процесс идентификации порта CDP. После первого обнаружения, он входит во вторую стадию обнаружения. Во-первых, PD-высокой тянуть, а затем судить о том, что напряжение PD + меньше, чем 0.4В опорного напряжения, что указывает на то, что порт является CDP-порт.
Частное соглашение о быстрой оплате
Поскольку BC1.2 не является обязательным соглашением, многие производители разработали собственные частные протоколы быстрой зарядки на основе BC1.2. Например, Qualcomm QC2.0 / QC3.0, MediaTek PE (Pump Express) / PE +. Поскольку мощность зарядки, напряжение и ток связаны с P = UI, увеличение напряжения или тока может увеличить мощность зарядки.В случае определенной емкости аккумулятора чем больше мощность, тем выше скорость зарядки. Технические принципы решений Qualcomm QC2.0 / QC3.0 и MediaTek PE для быстрой зарядки одинаковы, оба из которых увеличивают мощность зарядки за счет увеличения зарядного напряжения.
На рисунке ниже показан процесс идентификации протокола DCP высокого напряжения Qualcomm. Видно, что первое и второе обнаружение соответствуют требованиям BC1.2. Начальное напряжение VBUS составляет 5 В. После того, как порт DCP идентифицирован, VBUS подтягивается до 9 В. QC2.0 поддерживает три напряжения: 5 В, 9 В и 12 В. Исходя из этого, QC3.0 подразделяет диапазон напряжения на 200 мВ в качестве первого диапазона и расширяет диапазон до 3,6 В ~ 20 В.
Компенсация потерь в линии
Из U = IR известно, что чем больше ток зарядки, тем больше падение напряжения на линии зарядки USB. В частности, в автомобильном оборудовании при увеличении длины кабеля USB или повышении зарядного тока напряжение, достигающее мобильного телефона, может не достигать 5 В. Проблемы такого рода можно решить путем компенсации потерь в линии.
Состояние и тенденции развития
Текущая технология быстрой зарядки в основном делится на два лагеря: Быстрая зарядка при низком напряжении с участием Быстрая зарядка высокого напряжения 。
Низковольтная быстрая зарядка представлена флэш-зарядкой OPPO VOOC, которая увеличивает мощность зарядки за счет увеличения зарядного тока.
Преимущества: низкое тепловыделение, высокая эффективность преобразования энергии.
Недостатки: требуется настройка оборудования, высокая стоимость, плохая совместимость.
Высоковольтная быстрая зарядка представлена Qualcomm QC2.0. Технические принципы других производителей основаны на BC1.2, например Qualcomm, который увеличивает мощность зарядки за счет увеличения зарядного напряжения.
Достоинства: хорошая совместимость, хорошая наследственность и стабильность.
Недостатки: высокое тепловыделение и низкая эффективность преобразования энергии.
В настоящее время решение для быстрой зарядки Qualcomm занимает большую часть рынка, но с запуском протокола PD (Power Delivery Protocol) организацией USB-IF ожидается, что оно объединит рынок быстрой зарядки. Максимальная мощность протокола зарядки PD может поддерживать 100 Вт, что может удовлетворить потребности в зарядке мобильных телефонов и даже ноутбуков. PD поддерживает двустороннюю передачу энергии и стратегии сетевого питания. Последняя версия QC4.0 уже поддерживает протокол быстрой зарядки PD.
Схемы распайки зарядных устройств различных производителей.
Проблемы с зарядкой по USB обычно появляются при использовании постороннего (не родного) зарядного устройства. Гаджет может заряжаться медленно, не полностью, а может и вовсе отказаться заряжаться. Собственно, этой проблеме и посвящена сия статья. Но сперва я должен высказать несколько важных замечаний касаемо зарядки по USB вообще.
- Как это ни странно, некоторые мобильные устройства вообще не поддерживают зарядку через гнездо USB mini/micro, хоть и оборудованы им. К примеру, некоторые планшеты снабжены отдельным (круглым) гнездом для подключения зарядного устройства (ЗУ).
- При зарядке устройства от USB компьютера следует понимать, что порт USB способен выдать ток не более 0,5 ампера ( USB 2.0 ) или не более 0,9 ампера (USB 3.0). И если для заряда устройства требуется больший ток (1÷2 ампера), то время заряда может оказаться мучительно долгим, вплоть до бесконечности. Придётся искать ЗУ подходящей мощности.
- Чтобы понимать, какие вообще контакты за что отвечают в разъёмах USB и как они нумеруются, прочтите статью « Распиновка USB 2.0 ». Вкратце: первый контакт в USB это +5 вольт, а последний — «земля».
Итак, вы подключили гаджет к левому/самодельному зарядному устройству, а он не заряжается, да ещё и пишет, что зарядное устройство не поддерживается. Это связано с тем, что перед тем как позволить себе заряжаться, некоторые мобильные устройства замеряют напряжения на 2 и 3 контактах USB и по этим напряжениям определяет тип зарядного порта. А некоторые — просто проверяют наличие перемычки между контактами 2 и 3 или ещё и контролируют потенциал этой связки. Если гаджет не рассчитан на подключение к данному типу зарядного порта или тип порта не определён, то зарядное устройство будет отвергнуто. Подробно вся эта кухня описана в статье « Типы зарядных портов ».
Практическая сторона вопроса заключается в том, чтобы гаджет увидел нужные ему напряжения на контактах 2 и 3, а это обеспечивается подключением различных сопротивлений между контактами USB зарядного устройства. В конце статьи приводится чертёж различных типов зарядного порта (без привязки к моделям гаджетов) с указанием напряжений на контактах 2 и 3. Там же указано, какими сопротивлениями этого можно добиться. А прямо сейчас мы посмотрим, чего ждут определённые модели гаджетов от порта зарядного устройства.
Nokia, Fly, Philips, LG, Explay, Dell Venue и многие другие устройства признают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены или замкнуты резистором не более 200 Ом ▼
Закоротить контакты 2 и 3 можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель. Эту же схему поддерживает планшет Freelander PD10 Typhoon, но кроме этого ему требуется повышенное напряжение заряда, а именно — 5,3 вольта.
Если же зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini/micro USB, то не забудьте соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус — на 5-й (последний). ▼
Samsung, HTC и другие «Корейцы»: один резистор 30 кОм между +5 и перемычкой D-D+; другой резистор 10 кОм между GND и перемычкой D-D+ ▼
iPhone и прочей продукции «Apple». От этого же порта охотно заряжается планшет Freelander PX1. ▼
Претендующее на универсальность автомобильное зарядное устройство «Ginzzu GR-4415U» и его аналоги оборудованы двумя выходными гнёздами: «HTC/Samsung» и «Apple» или «iPhone». Распиновка этих гнёзд приведена ниже. ▼
Старая Motorola «требует» резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами штекера USB micro-BM. Без резистора аппарат заряжается не до полной победы. ▼
Аппарат E-ten («Енот») не интересуется состоянием этих контактов, и поддержит даже простое зарядное устройство. Но у него есть интересное требование к зарядному кабелю — «Енот» заряжается только если в штекере mini-USB закорочены контакты 4 и 5. ▼
Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через дата-кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм. ▼
Отдельная тема — зарядка планшетов. Как правило, планшету для заряда требуется приличный ток (1÷1,5 ампер), и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер.
Правда, некоторые модели планшетов можно медленно и печально заряжать в выключенном состоянии.
На Ютубе один парень предлагает установить в планшете 3Q перемычку между первым контактом гнезда mini/micro-USB (это +5 В) и плюсовым (центральным) контактом круглого (коаксиального) зарядного гнезда. Дескать, тока от USB этому планшету хватает, просто + гнезда USB не подключен к контроллеру заряда аккумулятора. После установки перемычки планшет якобы заряжается. В принципе, это выход, если само круглое зарядное гнездо уже раздолбано.
Напротив, если круглое гнездо в порядке, но по какой-то причине вам хочется брать питание для заряда именно от USB компьютера или зарядного устройства с таким разъёмом, то можно сделать такой переходник. ▼
Правда, к теме этой статьи он отношения не имеет.
Интеллектуальные системы «быстрой зарядки»
На путь борьбы против неунифицированности системы определения гаджетами типа зарядного порта выступили фирмы-производители зарядных устройств. В 2014г компания Anker выпустила серию зарядных устройств (СЗУ и АЗУ) разной мощности, основанных на PowerIQ-технологии опознавания свойств гаджета и оптимальной для него кодировки зарядного порта.
В 2015г компания Tronsmart выпустила на рынок 40-ваттное СЗУ (Smart USB Charger) с использованием VoltIQ-технологии опознавания.
Обе компании хвалятся обеспечением оптимизации зарядки любых гаджетов, в произвольной комбинации и в любом количестве. «Технология опознавания разумно идентифицирует подключенное устройство и индивидуально подставляет кодировку, в которой он нуждается для полной скорости зарядки».
Но по их декларациям определить подойдет ли данное ЗУ именно твоему гаджету — невозможно. Полной информации о принципе действия и алгоритме не публикуется.
По официальному заявлению ЗУ Anker «динамически определяют и адаптируются к уникальному зарядному протоколу вашего устройства, позволяя ему заряжаться на полной скорости». Изделия от Anker появились раньше, и сейчас уже можно встретить замечания и отзывы пользователей. Например, встретилось кулуарно-скромные заявления Anker «… некоторые GPS и Bluetooth устройства не поддерживаются», «Ipod Nano, Ipod Классические, HP TouchPad, Dell Venue Pro 11 и Asus таблетки не поддерживаются».
Есть и интересно-полезные отзывы:
- И таки да, работает перебором — перебирает все известные стандарты USB ЗУ, запоминая ток; где ток максимальный — на том и останавливается.
- «4 из 5 портов перестали работать» – ответ Anker: Попробуйте отключить кабель питания и все кабели USB от зарядного устройства оставьте его 15 минут. Это должно сбросить текущие ограниченные переключатели и вы будете хорошо идти.
Толковых отзывов пользователей на Tronsmart пока (май 2015) не встречается. На пользовательском уровне есть обзоры 40W СЗУ Tronsmart, «Smart USB Charger» и попытка сравнения одинаковых по мощности (40W) СЗУ Anker и Tronsmart.
PowerIQ TM technology (Anker)
VoltIQ technology (Tronsmart)
Классификация портов ЗУ (Charger’ов)
- SDP (Standard Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 0,5A.
- CDP (Charging Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 1,5A; аппаратное опознавание типа порта (enumeration) производится до подключения гаджетом линий данных (D- и D+) к своему USB-приемопередатчику.
- DCP (Dedicated Charging Ports) – только зарядка, допускает ток до 1,5 A ( ÷5 A ).
- ACA (Accessory Charger Adapter) – декларируется работа PD-OTG в режиме Host (с подключением к PD периферии – USB-Hub, мышка, клавиатура, HDD и с возможностью дополнительного питания), для некоторых устройств – с возможностью зарядки PD во время OTG-сессии.
Каждый PD имеет схему (компаратор), с помощью которой он определяет наличие на линии питания VBUS напряжения, превышающее его внутреннее (0.8÷4V) и момент его появления (подключения к ЗУ). После подключения по VBUS PD либо пытается убедиться, что подключены шины данных, либо тупо ждет 300÷900 мсек в расчете, что подключение разъема завершится, после чего приступает к опознаванию типа порта ЗУ (primary detection).
Процедура опознания ЗУ (Charger’а)
Данная процедура, производимая портативным оборудованием (PD) при его подключении, позволяет ему определить тип порта, к которому оно оказалось подключено, и позволить себе потреблять максимально возможный от данного порта ток.
На втором этапе (secondary detection) PD выбирает между CDP и DCP: выдает +0.6±0.1V на линию D− и «оттягивает» линию D+ к GND током ~100мка. В этом состоянии PD проверяет напряжение UD+ (на линии D+). Если напряжение UD+D+
DCP Divider Mode Selection
◀ при D+=D−=2.0 V устройству разрешено потреблять до 500 мА;
◀ при D+=2.0 V и D−=2.7 V — до 1 A (схема «Divider1 DCP»);
◀ при D+=2.7 V и D−=2.0 V — до 2 A (схема «Divider2 DCP»).
◀ Используются индивидуальные для линий D+ и D− резистивные делители от выходного напряжения +5V (VBUS):
для U=2.7 V — делитель +5V←43kΩ/51kΩ→GND (2,713 V);
для U=2.0 V — делитель +5V←75kΩ/51kΩ0→GND (2,024 V).
DCP Short Mode, Chinese standard YD/T 1591-2009, ITU-T L.1000 (06/2011)
◀ Для разрешения потреблять от зарядного устройства (ЗУ, Charger) ток более 500 mA необходимо чтобы внутри ЗУ линии D− и D+ были соединены между собой и изолированы от других цепей. (Схема «DCP Short Mode»).
Декларированный (Rated) выходной ток такого ЗУ должен быть от 500 mA до 1500 mA, максимальный ток (в том числе и ток короткого замыкания) не должен превышать декларированный более чем на 50% (по спецификации) и не должен превышать 1500 mA (по ограничению на ток разъема USB).
Выходное напряжение должно быть в пределах 4.75÷5.25 V при нормальной нагрузке.
Korean tablet charging mode («Samsung»)
Dedicated Charging Port (DCP)
В такие схемы могут конфигурироваться специализированные контроллеры адаптеров (например, TPS2511 от Texas Instruments).
- DCPShortMode номинируется на ток до 1,5A (допускает ток до 1,8 A); определяется PD с опознаванием по Short Mode (YD/T 1591, ITU-T L.1000) и по BC1.2.
- DCPApplying1.2VtotheD+andD−Lines– используется «в некоторых планшетах» (смысл и параметры – непонятны:
- Возможно Korean tablet charging mode.
- Возможно может быть понято устройством с опознаванием по Divider Mode или по BC1.2 определится как SDP и будет позволен ток до 0,5A).
Похожие схемы реализуются и на индивидуальных для линий D+ и D− резистивных делителях от выходного напряжения +5V (VBUS).
◀ Например, штатные зарядные устройства iPod и iPhone («Apple») обозначают допустимые значения тока методом, похожим на DCP Divide Mode Selection, но потенциалы линий D− и D+ несколько отличаются:
— при D+=D−=2 V устройству разрешено потреблять до 500 мА;
— при D+=2.0 V и D−=2.8 V – до 1 A (5 W, divider modes Apple 1A);
— при D+=2.8 V и D−=2.0 V– до 2 A (10 W, divider modes Apple 2A).◀ При этом напряжения формируются делителями:
— для U=2.0 V – 51kΩ/33kΩ (1,964v); 75kΩ/51kΩ (2,024v)
— для U=2.8 V –33kΩ/43kΩ (2,827v); 39kΩ/51kΩ (2,833v)А Maxim Integrated предлагает в своих контроллерах адаптеров следующие варианты схем идентификации ▼
Что и кому позволяет «Sony Charger» (3.3V) – непонятно, возможно, GPS-навигатор HP iPAQ 31x (3.0V).До появления первого стандарта («Battery Charging Spec v1.0 and Adopters Agreement», 2007 г.) производители мощных PD были вынуждены пойти на разные хитрости для обеспечения их совместимости как со штатным мощным зарядным устройством, так и со стандартным портом компьютеров, который не обеспечивают полномерного питания устройства. Наверное этим и объясняется многообразие типов кодировки допустимого тока в портативных устройствах различных производителей и их штатных ЗУ.
Battery Charging v1.2 Spec (BC1.2, 2010)
В настоящее время действует редакция спецификации на зарядку батарей от USB от 2010г — «Battery Charging v1.2 Spec and Adopters Agreement» и современные устройства вроде как должны ей соответствовать. Она определяет типы портов с разной функциональностью и разными возможностями по мощности (току) питания подключаемых устройств.
Типы зарядных портов
Повторюсь, подробную информацию можно почерпнуть в статье Типы зарядных портов . Здесь же приведу сводную схему напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих те или иные напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать те самые 200 Ом.
Итак, если вы хотите переделать обычное ЗУ в USB-зарядку для телефона:
- удостоверьтесь, что устройство выдаёт около 5 вольт постоянного напряжения
- узнайте, способно ли это ЗУ дать ток не менее 500 мА
- внесите необходимые изменения в коммутацию гнезда USB-AF или штекера USB-mini/micro
Смежные материалы:
- Питание и заряд 5V гаджетов
- Типы зарядных портов USB
- Распиновка USB 2.0
- Переделка автомобильного зарядного устройства для зарядки от аккумулятора на 12 вольт
- Простые схемы преобразователя 12→5 вольт на стабилизаторах напряжения
- Подключение GPS-навигатора
Все материалы по теме « Компьютер»
Все материалы по теме «Мобильное»
Все материалы по теме «Зарядное устройство»с наступившим!
попытался переделать из нокиа (тонкий штекер) на микроюсб. отрезал кабель- подпаял. на выходе все четко. втыкаю в моб1 (lg) — не заряжается, втыкаю в моб2 (lg посвежее) — тянет. датаразьемы как соединял так и нет — без разницы. что нет так? треубется указанный резистор 200 кОм ?200 кОм не надо.
Перепроверьте — не перепутаны ли контакты микро USB при установке перемычки?Я бы попробовал схему для Самсунга:
Между датами перемычка.
Между + и перемычкой 30 кОм.
Между землёй и перемычкой 10 кОм.попробую комные сопротивления. но что они дают простым языком? по-сути будем соединять ведь плюс и минус через них
Эти резисторы имитируют фирменное зарядное устройство, чтоб мобильник не боялся заряжаться.
Кстати, проверьте, не превышает ли напряжение зарядного устройства 5 вольт!
И гляньте на этикетке ЗУ его ток. 500 мА для современного телефона маловато.Какая распиновка для зарядки у телефона xiaomi redmi, делаю универсальную зарядку в авто на lm2596 xiaomi с неё не заряжается
автомобильная зарядка нокиа, поставил юсб разъем, 2,3 выводы закорачивал, распаивал с резисторами, самсунг не заряжается, хотя от сети 2и 3 в юсб закорочены заряжается, в чем причина?
Напряжение на контактах 1-4 проверяли?
Шнур 4-проводный? Исправен?напряжение без нагрузки около 8 вольт, шнур использую и при зарядке от сети 4-х жильный
8 — многовато. Предполагаю, что контроллер заряда не позволяет аккумулятору заряжаться из соображений безопасности.
под нагрузкой напряжение падает до 4 вольт, на х.х около 8, причина? зарядка на sm34063
Очень странное поведение. Сейчас попрошу отозваться специалиста по зарядке.
8V допустимо только если «самсунг» имеет режим QC2/QC3.
Неопределенность вопроса преобразует его в загадку.
• Что означает «автомобильная зарядка нокиа?», «поставил юсб разъем»?
• Что означает «самсунг не заряжается» (не обозначает режим зарядки, не растет показание уровня заряда, не потребляет тока)?
• Что означает «под нагрузкой напряжение падает до 4 вольт» — это на выходе ЗУ нокиа, на входе самсунг или на эквиваленте нагрузки (и каком)?
Можно, конечно и погадать, но описание возможных вариантов составят объем, превышающий объем «загадки» на пару порядков. Так что со всем железом — к специалисту.PS. 8V допустимо только если «самсунг» имеет режим QC2/QC3.
зарядка для нокиа 5110, 6110,210,8850. родной вывод удален и поставлен юсб разъем. телефон нокиа при подключении берет заряд, а самсунг GT-S-5660 не реагирует на подключение кабеля. напряжение измерял при подключенном нокиа.
Подскажите, Кабель КММ 2х0,35 подойдет (по толщине и качеству, это микрофонный кабель) для создания качественного зарядного провода юсб на 2-3 А ( с учетом что есть зарядное устройство с такими амперами). Илии лучше толще брать ? Длина 1.5-2 метра.
• Для 2 метров даже 0,25 мм 2 будет с запасом.
• Нужен кабель на 4 жилы. Двух жил недостаточно, чтоб гаджет распознал тип ЗУ.
Либо придётся прямо на micro-USB распаять резисторы под тот или иной гаджет.
• Оплётка не нужна.Вы показали распиновки на все популярные модели КРОМЕ Huawei, не могилы вы показать распиновку для этой модели ?
У всех корейцев должна быть распиновка «Korean», как у Samsung.
Мне, наверное, очень повезло, что моя солнечная зарядка (у меня sititek) полностью подошла к телефону и планшету. Я даже не знала, что возможны такие трудности с подключением.
спасибо буду пробовать,замыкание не чего не дало
да все точно также!все работают кроме моего телефона .
вот в чем и вопросВ качестве пробы замкните белый и зелёный провода в USB кабеле.
Или соберите такую схему ▼а в чем же может быть дело?использую акулмуляторы 18650 повышаю напряжение повышающим модулем мт3608 до 5 в на выход подпаял usb кабель черный минус красный плюс белый и зеленый пробовал соединять заряда нет хотя др устройства заряжаются норм,в интернете не чего не могу найти
Другие устройства вы подключали так же — подпаивали USB кабель по двухпроводной схеме?
Доброго времени суток!Подскажите пожалуйста не могу запитать от внешнего аккумулятора тел Sony Xperia .подключаю плюс красный черный минус заряда и индикации нет!при подключении других устройств таким же методом все ок!подскажите правильную распиновку для подключения тел Sony Xperia (4 провода)зарание Спасибо
Если другие устройства, подключенные тем же методом, заряжают телефон, значит дело не в распиновке.
При подключении к USB-порту портативное устройство (PD) не имеет права потреблять по питанию более 100 мА. Этого достаточно для проведения процедуры опознавания (digital negotiation), в которой PD определяет возможности порта по питанию (для стандартных портов USB 2.0 – 500 мА, USB 3.0 – 900 мА). Длительность процедуры – до двух секунд. После опознавания допускается ток потребления не превышающий номинал данного порта. В случае превышения тока потребления порт снижает напряжение или его совсем отключает (встроенная защита порта от перегрузки).
Процесс определения зарядного устройства
Процесс определения зарядного устройства, согласно спецификации BC1.2, состоит из пяти базовых этапов:
Рис. 1. Контакты разъема USB и обнаружение
данных соединенияДля выполнения DCD периферийное устройство должно подключить источник тока величиной от 7 до 13 мкА (опорное напряжение 3,3 В) к D+ и проконтролировать напряжение. Этот диапазон тока выбран таким образом, чтобы поддерживать необходимый уровень напряжения для всех логических элементов при допустимом отклонении величин сопротивлений, оговоренных в спецификации. Если D+ не подключен, напряжение будет иметь высокий логический уровень. Если подключен, то на D+ будет считываться низкий логический уровень, несмотря на тип порта. Если соединение с контактами данных не терялось после односекундного таймаута, конечное устройство предполагает, что DCD состоялось.
- Первичное определение зарядного устройства. На этом этапе конечное устройство различает типы портов с возможностью тока заряда более 500 мА (CDP и DCP) или менее 500 мА (SDP). После отключения источника тока фазы DCD конечное устройство подключает источник напряжения от 0,5 до 0,7 В на D+ и подает ток от 25 до 175 мкA на D-. Если в данный момент выполняется режим DCP или CDP, то на D- появится уровень от 0,5 до 0,7 В. Если SDP, то напряжение на D- снизится до нуля. Компараторы конечного устройства сравнивают напряжение D- с уровнем от 0,25 до 0,4 В. Если напряжение D- выше 0,4 В , но ниже чем логический низкий уровень 0,8 В, то конечное устройство делает вывод о том, что представлен порт зарядного устройства.
- Вторичное определение зарядного устройства. После отключения источника напряжения и тока из предыдущего шага конечное устройство должно отличить CDP от DCP. Для достижения этой цели выполняется предыдущий тест в обратном порядке. То есть, на D- подключается источник напряжения 0,5…0,7 В и на D+ подается ток 50 мкA. Если выполняется режим DCP, то на D+ появится тестовое напряжение от 0,5 до 0,7 В. Если CDP, то на D+ напряжение будет нулевым.
- CDP: ограничение зарядного тока. Так как CDP поддерживает и обмен данными, и заряд высоким током, то необходимо отметить последнее различие. Ввиду большого значения протекающего в USB-кабеле тока, разница между землей хоста и землей подключенного устройства должна быть ограничена на допустимом уровне смещения не более 375 мВ.
Логическая схема процедуры определения типа зарядного устройства приведена на рисунке 2.
Рис. 2. Обобщенная процедура определения зарядного устройства в соответствии со спецификацией BC1.2
Зарядные устройства, не совместимые с ВС1.2, отличаются у разных производителей. Многие из зарядных устройств собственной разработки идентифицируют себя для конечного устройства посредством уровня напряжения, получаемого резистивным делителем между шиной VBUS и землей. В зависимости от уровня отклонения, требуемого схемой обнаружения зарядного устройства, может быть добавлен контур чувствительности для обнаружения уровней напряжений на D + и D-, и таким образом становится возможным идентифицировать различные зарядные спецификации производителя.
Ссылки
С использованием интегральных микросхем детектора заряда разъем USB становится универсальным компонентом для портативных устройств. Соблюдение спецификации BC1.2 (BC1.2 – Battery Charging Revision 1.2 – спецификация зарядного устройства аккумуляторной батареи вариант 1.2) обеспечивает ясность и простоту реализации технологии. Обилие возможностей интегральных схем детектора заряда делает их чрезвычайно привлекательными при разработке портативной электроники. Компания Maxim Integrated предлагает многофункциональные детекторы зарядного устройства MAX14576/MAX14636/MAX14637 и MAX14656.
Что, кроме обильных порций кофе, помогает уменьшить время выхода продукции на рынок, снизить стоимость, сконцентрироваться на циклах разработки инноваций? Подсказка: стандартизация. Стандарты, определяющие протоколы и эксплуатационные характеристики, повлияли на все аспекты технологии: размеры корпуса устройства, расположение выводов, информационные и коммуникационные интерфейсы, драйвера программного обеспечения, разъемы, способ распространения программного продукта, соблюдение экологических норм, испытательные приспособления. Этот список можно продолжать без конца. Чем подробнее описание, тем лучше оснащены разработчики для определения продуктов, которые следует вывести на рынок. Если есть какие-либо сомнения по поводу необходимости строго оговоренных стандартов, отправляйтесь в два любых магазина одежды и купите рубашки с одним и тем же размером.
Лучшие стандарты растут вместе с технологией. Стандарты пересматриваются, и затем в них отражается усложнение промышленности, в то время как необходимо поддерживать уже укоренившуюся практику. USB порт – прекрасный пример универсального стандарта. Первоначально предполагалось стандартизировать разъемы на ведущем компьютере, затем была расширена спецификация USB с разрешением горячей замены электроники (стандарт USB-OTG – “On the Go”) как для ведущего, так и для периферийного устройства. Спецификация снова эволюционировала с введением «Спецификации зарядки аккумуляторной батареи с помощью USB» [USB Battery Charging Specification, 1], отразившим невероятный бум мобильных телефонов и других портативных устройств с портом USB. В настоящее время стандарт USB проходит очередной виток эволюции с новой спецификацией USB 3.1 с инновационным симметричным разъемом типа С. Из-за способности идти в ногу со временем [2], порт USB в настоящее время можно найти повсеместно, где используются заряжаемые устройства.
Поддержка такого устойчивого стандарта, как USB, может влиять даже на политику правительства. В июне 2009 Европейская Комиссия опубликовала памятку, предполагающую разрешить использование универсального зарядного устройства для каждого мобильного телефона, который имеет разъем микро-USB и опирается в значительной степени на ВС1.2. [3] В ответ крупнейшими производителями мобильной электроники, такими как Apple, LG, Samsung и Sony Ericsson, а также многими другими [4] был подписан меморандум о взаимопонимании (MoU – memorandum of understanding). Ассоциация GSM (GSMA), которая организует мировой мобильный конгресс (Mobile World Congress) и охватывает более 220 стран, также анонсировала намерение стандартизировать зарядное устройство мобильных телефонов с USB-разъемом [5]. Корейская ассоциация телекоммуникационных технологий (Korean Telecommunications Technology Association) и китайское министерство промышленности и информационных технологий (Chinese Ministry of Industry and Information Technology) выпустили технические требования к стандартизации зарядного устройства мобильного телефона [6]. Даже международный телекоммуникационный союз (International Telecommunication Union), специализированное учреждение в рамках Организации Объединенных Наций, опубликовал ITU-T L.1000 – рекомендации к адаптации универсального зарядного устройства на основе предложений GSMA, Евросоюза и Китая [7]. Обновление USB 2.0, в которое добавлены положения о передачи энергии, введение стандарта USB 3.1 в 2013 году и нового стандартного разъема Type-C в 2014 году будут продолжать оказывать сильное влияние на стандарты USB.
Технология определения зарядного устройства
Интегральная схема обнаружения USB-зарядного устройства – это микросхема, которая реализует многие функции и тонкости, связанные с определением зарядного устройства в соответствии со спецификацией ВС1.2. Также возможно реализовать схему определения на дискретных элементах. Однако количество компонентов, место на печатной плате и время, потраченное на создание дискретной системы, резко возрастает.
Добавление специальной микросхемы для определения устройства заряда требует дополнительного места на печатной плате, поэтому производители часто сочетают другие необходимые или желательные функции в одном корпусе. Следовательно, микросхема определения зарядного устройства высокой степени интеграции обладает множеством дополнительных функций, таких как встроенные ключи для работы USB или UART/аудио, последовательные интерфейсы управления, защита от перенапряжения (OVP – overvoltage protection), поддержка USB OTG, возможность заряда Li+ батарей или даже способность нумерации USB.
Разработчики, подбирающие детектор зарядного устройства, который можно установить в уже существующий продукт с минимальным количеством дополнительных компонентов и местом на печатной плате, должны заинтересоваться семейством микросхем MAX14576/MAX14636/MAX14637. Этот класс детекторов зарядных устройств питается непосредственно от шины USB VBUS , так что нет необходимости организовывать дополнительный источник питания. Детекторы оснащены внутренними переключателями SPST, которые открываются, когда выполняется определение зарядного устройства, и закрываются, когда включена передача данных через USB. Каждое устройство имеет порты ввода/вывода с открытым коллектором для сигнализации статуса разрешения зарядки или передачи данных. Некоторые версии детектора зарядного устройства имеют совместимый с Apple® порт детектора зарядки в дополнение к спецификации BC1.2. На рисунке 3 показан пример схемы обнаружения, которая обрабатывает протокол детектирования. Для такой схемы требуется меньше ресурсов основного процессора, и нет необходимости в серьезных изменениях в существующем проекте.
Рис. 3. Схема включения детектора зарядки MAX14636
За последние несколько лет произошел лавинообразный рост на рынке смартфонов. Список их функционала продолжает увеличиваться, а габариты – уменьшаться. Тщательное планирование и использование высокоинтегрированных решений необходимы для сокращения спецификации. Так, например, мобильный телефон использует один разъем для зарядного устройства; подключения к персональному компьютеру; подключения внешних аксессуаров; воспроизведения аудио. Для осуществления всех этих задач в компактном исполнении системные разработчики могут применить микросхему определения заряда MAX14656 (рисунок 4).
Рис. 4. Применение детектора заряда MAX14656 в смартфонах
Эта универсальная схема детектора зарядного устройства автоматически определяет разницу между BC1.2-совместимыми портами и поддерживает определение Apple-совместимых зарядных устройств (то есть 500 мА, 1 А, 2,1 А). Эти устройства имеют интегрированные DPDT-переключатели, которые позволяют использовать шины D+ и D- для совместного использования высокоскоростным USB-приемопередатчиком, аудиовыходом и даже внутренним UART. Используя I2C-интерфейс, встроенный процессор читает, подключено ли зарядное устройство, и переконфигурирует внутренние ключи для соответствующего режима. Например, рассмотрим одиночный детектор зарядного устройства со встроенным OVP на шине VBUS, с защитой от электростатических разрядов на линии передачи данных и посадочным местом 1,65х1,65 мм. Данная микросхема добавит одиночному разъему гибкости применения в системах с ограниченными габаритами.
«Первая ласточка» на рынке
Появилось первое АЗУ, для которого продавцом (производителем??) приведены данные по кодировке типов портов – SaixiangGL005-KK/GL005-KK F (2xUSB до 4.8A, вход 12V-24V) Saixiang usb car chargers .
5.2V/4.2A;
Size: 35×25×100mm;
Порты [DCP Divider1]&[DCP Divider2]
Варианты GL005-KK и GL005-KKF отличаются нагрузочными характеристиками портов. Судя по описанию продавца: GL005-KK имеет ограничение суммарного тока двух портов (current of 4.2 Amps, double USB sharing), GL005-KKF ограничивает токи портов индивидуально (по 2A на каждом).
Подробнее — в статье «АЗУ Saixiang с поканальным ограничением тока».Детектор зарядного устройства и порты в BC1.2
Почему комитеты по стандартам и правительство выбрало для унификации USB разъем и протоколы, изложенные в BC1.2? Создание общего стандарта позволит добиться совместимости, оптимальной производительности, безопасности любых устройств, использующих USB. Спецификация оговаривает, сколько мощности может передать любой порт, а также указывает рациональный путь определения количества переданной энергии для портативных устройств. Таким образом, разработчик любого портативного оборудования может обеспечить совместимость с как можно большим числом USB. Производители будут знать, как наилучшим образом применять USB, и могут предвидеть значения напряжений и токов, прилагаемых к USB. Учитывая эти данные, можно осуществлять проектирование без риска электрических перегрузок. Наконец, возрастающее значение тока заряда, используемого устройством, значительно сокращает требуемое для процесса заряда время. Следовательно, детектор зарядного устройства – важная особенность, которая должна быть заложена во всех заряжаемых устройствах, использующих порт USB.
Прежде чем обсуждать протокол обнаружения устройств, важно знать различия среди существующих спецификаций USB. Наиболее распространенная спецификация USB 2.0 поддерживает ток заряда не более 500 мА. ВС1.2 оговаривает три различных типа портов: стандартный порт для обмена (SDP – standard downstream port), выделенный порт для заряда (DCP – dedicated charging port) и порт для обмена и заряда (CDP – charging downstream port).
SDP – классический USB-порт. В дополнение к коммуникации USB обеспечивает ток 100 мА для периферийных подключенных устройств, причем ток может быть увеличен до 500 мА. Большинство портов, как правило, не имеют этого предела тока, и большие токи не гарантируются. DCP не поддерживает обмен данными, но обеспечивает зарядный ток 500 мА без распознавания порта. CDP поддерживает обмен данными USB и высокий ток заряда; присутствует внутренняя схема, которая переключается на этапе определения заряжаемого устройства. Некоторые производители электроники разработали свои собственные схемы идентификации зарядного устройства в дополнение к типам USB-портов, указанных в спецификации. Вариации этих схем добавляют еще один слой технологии обнаружения зарядного устройства, который нельзя упускать из вида.
Зарядка порта нисходящей линии связи (CDP)
BC1.1 Указывает новый USB-порт этого большого тока на ПК, ноутбук и другое оборудование. Теперь CDP может обеспечить до 1,5А тока, поскольку ток может быть предоставлен перед перечислением, так что отличается от USB 2.0. Устройство, вставленное в CDP, можно использовать для идентификации CDP путем манипулирования и мониторингом D +, D-Lines, тем самым используя аппаратные рукопожатия (см. Раздел 3.2.3 Спецификации зарядки USB). Аппаратный тест проводится до преобразования кабеля данных в USB-передачу, которая может обнаружить CDP (и начать зарядку) перед перечислением.
Charging Downstream Port (CDP)
A CDP is a USB port that follows USB BC1.2 and supplies a minimum of 1.5 A per port. A CDP provides power and meets the USB-2.0 requirements for device enumeration. USB-2.0 communication is supported, and the host controller must be active to allow charging. The difference between CDP and SDP is the host-charge handshaking logic that identifies this port as a CDP. A CDP is identifiable by a compliant BC1.2 client device and allows for additional current draw by the client device.
The CDP hand-shaking process occurs in two steps. During step one the portable equipment outputs a nominal 0.6-V output on the D+ line and reads the voltage input on the D– line. The portable device detects the connection to an SDP if the voltage is less than the nominal data detect voltage of 0.3 V. The portable device
detects the connection to a CDP if the D– voltage is greater than the nominal data detect voltage of 0.3 V and optionally less than 0.8 V.The second step is necessary for portable equipment to determine if the equipment is connected to a CDP or a DCP. The portable device outputs a nominal 0.6-V output on the D– line and reads the voltage input on the D+ line. The portable device concludes the equipment is connected to a CDP if the data line being read remains less than the nominal data detect voltage of 0.3 V. The portable device concludes it is connected to a DCP if the data line being read is greater than the nominal data detect voltage of 0.3 V.
Перспективы для устройств портативной электроники
Технология определения зарядного устройства достаточно универсальна, так как основные функции детектора зарядного устройства могут быть использованы совместно с другими функциями для достижения высокой степени интеграции при разработке портативной электронной техники. Другие решения сочетают в одном корпусе детектор зарядного устройства с контроллером заряда Li+ аккумуляторных батарей. Некоторые комбинируют детектор зарядного усторойства и самонумерацию USB. Сегодня новые микросхемы детекторов зарядного устройства автоматически осуществляют мониторинг циклов заряда батареи в соответствии с BC1.2, вместо дополнительной загрузки встроенного процессора с ручной юстировкой суммарного тока, протекающего за определенный в спецификации временной интервал.
Когда объединяются функции детектора зарядного устройства и заряда, получается интеллектуальное ключевое управление аккумуляторной батареей. Эта технология позволяет автоматически переключаться между аккумуляторной батареей и зарядным устройством, когда происходит процесс заряда. Следовательно, некоторые микросхемы детекторов зарядного устройства могут обеспечить как зарядку батареи, так и полный ток нагрузки. Устройства, которые поддерживают эти функции, снабжены также терморегулированием тока для защиты от опасных высоких температур, возникающих в результате одновременного заряда аккумулятора и обеспечения тока нагрузки. Благодаря интеграции детектора и зарядного устройства, системный разработчик может уделить больше внимания конечному применению продукта и меньше беспокоиться по поводу вопросов, связанных с процессом заряда.
Тем временем спецификация USB BC1.2 продолжает стимулировать электронную промышленность, обеспечивая стандарт, который производители могут брать за основу. Большое количество BC1.2-совместимых зарядных устройств уже доступны, и со временем объемы будут только увеличиваться. Уже один этот факт делает применение разъема USB в портативном устройстве привлекательным вариантом. При использовании микросхемы обнаружения зарядного устройства разъем USB на портативном устройстве становится универсальным компонентом. Соблюдение спецификации BC1.2 поддерживает ясность и простоту в реализации технологии. При разработке компактного и портативного изделия применение микросхемы детектора зарядного устройства позволяет увеличить степень интеграции за счет обширного списка сопутствующих функций.
Содержание BC1.1 превышает выделение мощности, указанное на USB 2.0, что определяет больше источников питания для зарядки. Существует три различных типа источников питания:
Стандартный ниже по течению (SDP)
Это то же самое, что и порт, определяемый спецификацией USB 2.0, а также является типичным портом, общим для настольных компьютеров и ноутбуков. Когда зависает, максимальный ток нагрузки составляет 2,5 мА; соединение и не подвесное состояние составляют 100 мА, а ток может быть настроен на 500 мА (максимум). Оборудование может использоваться аппаратным идентификацией SDP, строки данных USB D + и D- заземлены на 15 кОм, но все равно нужно перечислить для удовлетворения характеристик USB. Хотя много аппаратного обеспечения теперь потребляют мощность, в спецификации USB 2.0, это не законно от строгого смысла, и он нарушает требования к спецификации.
Standard Downstream Port (SDP) — USB 2.0 and USB 3.0
An SDP is a traditional USB port that follows USB 2.0 and USB 3.0 protocol. An SDP supplies a minimum of 500 and 900-mA per port. USB 2.0 and USB 3.0 communications is supported, and the host controller must be active to allow charging.Специальный зарядный порт (DCP)
BC1.1 Указывает источники питания, которые не перечисляются, такие как адаптеры на стену и автомобильные адаптеры, без цифровой связи, вы можете начать зарядку. DCP обеспечивает до 1,5А тока, идентифицирует с помощью короткого замыкания D + и D-, которые могут создавать DCP «Power Adapter», используя USB Mini или миниатюрный домкрат, а не фиксированную монтажную линию саморевенного разъема. Такие адаптеры могут быть заряжены любым USB-кабелем (оснащены правильной вилкой).
Dedicated Charging Port (DCP)
A DCP only provides power but does not support data connection to an upstream port. As shown in following sections, a DCP is identified by the electrical characteristics of its data lines.A method of performing enumeration (connection recognition) by performing a handshake using USB data lines (D + and D-).
It recognizes whether it is CDP or not in two steps.
Output 0.6 V to the D + line and measure the voltage of the D - line
When the voltage of the D - line is less than 0.3 V, it is judged that it is connected to SDP;
When the voltage of the D - line is 0.3 V or more and less than 0.8 V, it is judged that it is connected to CDP or DCP
Output 0.6 V to the D - line and measure the voltage of the D + line
When the voltage of the D + line is less than 0.3 V, it is judged that it is connected to the CDP;
When the voltage of the D + line is 0.3 V or more and less than 0.8 V, it is determined that it is connected to DCP;Читайте также: