Cách lý tưởng để xử lý các chân dữ liệu D + và D- trên bộ điều hợp nguồn USB để tương thích với sạc nhanh trên thiết bị là gì?

Tôi đã phát hiện ra rằng nhiều bộ sạc tường USB sử dụng bộ chia điện áp để đặt chân D + và D- thành một điện áp cụ thể, thường là từ 2 đến 3 volt. Các bộ sạc tường USB khác rút ngắn các chân D + và D- mà không có kết nối với bất kỳ thứ gì khác. Theo kinh nghiệm của tôi, một số thiết bị sẽ không chấp nhận mức sạc trên 500mA trên các bộ sạc sử dụng bộ chia điện áp, nhưng sẽ sạc tối đa đầu vào tối đa của chúng trên bộ sạc với các chân dữ liệu bị rút ngắn. Tôi đã đọc những điều cho thấy điều ngược lại cũng có thể đúng, nhưng không thể xác minh điều này. Tôi hy vọng tìm ra phương pháp nào cung cấp khả năng tương thích tốt nhất với tất cả các thiết bị USB.

Cách lý tưởng để xử lý các chân dữ liệu D + và D- trên bộ điều hợp nguồn USB để tương thích với sạc nhanh trên thiết bị là gì? ... Tôi hy vọng tìm ra phương pháp nào cung cấp khả năng tương thích tốt nhất với tất cả các thiết bị USB.

Đó là mục đích thực tế không thể thực hiện một bộ sạc thực sự phổ biến sử dụng bất kỳ sự kết hợp của không thay đổi quần short hoặc điện trở trên bộ sạc USB hoặc thiết bị mục tiêu dòng dữ liệu vìbạn đang tranh cãi với các nhà sản xuất đang cố gắng ngăn bạn làm chính xác những gì bạn đang cố gắng làm. Ví dụ, Apple thực hiện một số sơ đồ điều khiển sạc bằng cách sử dụng nhiều tổ hợp bộ chia điện trở khác nhau, được bố trí sao cho chỉ có một nguồn cung cấp năng lượng "phù hợp" và thiết bị đích sẽ hoạt động cùng nhau. Mặc dù các lập luận có thể được nâng cao rằng các sắp xếp như vậy cho phép hiệu suất sạc tối ưu, nhưng không rõ ràng làm thế nào đây có thể là trường hợp đối với pin Lithium Ion / Lithium Polymer và có thể đạt được mức độ kiểm soát sạc đầy đủ hơn mà nhiều nhà sản xuất khác không sử dụng kỹ thuật như vậy. Một ví dụ về một sự sắp xếp như vậy của Apple được cung cấp dưới đây.

Tuy nhiên, bằng cách đi theo bước chân của những người khác đã điều tra khu vực này, bạn có thể đạt được một sự thỏa hiệp hợp lý tốt.

Nhiều nhà sản xuất không công bố thông số kỹ thuật của các sắp xếp tùy chỉnh của họ và điều tốt nhất bạn có thể làm là tự mình phân tích sản phẩm của họ hoặc học hỏi từ những người đã làm điều này và những người vui lòng cung cấp kiến ​​thức của họ.

Một nguồn như vậy là tài liệu cho bộ sạc USB Mintyboost của Lady ADA / ADA.
Đây là một câu chuyện nhiều hơn là một hướng dẫn !!! :-). Bạn có thể bắt đầu ở cuối và quay lại để tìm cách phiên bản mới nhất sử dụng những gì họ biết để tối đa hóa khả năng tương thích bắt đầu ở các tài khoản ban đầu và theo con đường phát triển của họ. Cả hai cách tiếp cận đều hợp lệ tùy thuộc vào mức độ bạn muốn biết.

Trang chủ Mint Boost
Tổng quan
Đi qua quy trình thiết kế - có giá trị đối với nhà thiết kế

Ở đây Những bí ẩn về sạc thiết bị Apple cho bạn biết về những bí ẩn của sạc thiết bị Apple - và một số tài liệu hữu ích khác trên đường đi.

Ừ / ôi! - một sắp xếp điện trở của Apple. Đây là từ bộ sạc iPhone 3GS chính thức:

Dưới đây là danh sách tương thích phiên bản 2 của họ , đáng để xem xét nếu bạn đang thử một giải pháp phổ quát, vì nó liệt kê một số ví dụ trong đó bộ sạc tiêu chuẩn KHÔNG hoạt động nhưng trong đó "hack cáp" cho phép nó hoạt động hoàn toàn hoặc một phần.

ví dụ như ở trên đưa bạn đến các trường hợp đặc biệt như "hack" dòng Samsung D ở đây hoặc sửa đổi RAZR V3 tại đây

Dưới đây là danh sách kết quả sử dụng phiên bản 3 Minty Boost với một loạt điện thoại di động
Nếu bạn mô phỏng giao diện của chúng, bạn sẽ có thể đạt được khả năng tương thích tương tự.

Giới thiệu

Cập nhật - cuối năm 2016:

Bộ điều khiển cổng sạc chuyên dụng USB:

Người dùng SE florisla đã lưu ý đến sự tồn tại của IC 'mới' nhằm cung cấp khả năng cổng sạc USB chuyên dụng. Ông lưu ý như một ví dụ về Bộ điều khiển cổng sạc chuyên dụng USB TI
"TPS2513A-Q1, TPS2514A-Q1"

Cách tốt nhất để tóm tắt các khả năng của nó là xem qua bản tóm tắt được đưa ra trên bảng dữ liệu của nó - xem bên dưới:

Tôi tìm thấy trang này trả lời câu hỏi của bạn rõ ràng. Tôi trích dẫn các phần có liên quan dưới đây.

BC1.2 phác thảo ba loại cổng USB riêng biệt và hai biệt danh chính. Cổng "sạc" là cổng cung cấp dòng điện cao hơn 500mA. Cổng "hạ lưu" báo hiệu dữ liệu theo USB 2.0. Đặc tả BC1.2 cũng thiết lập cả cách mỗi cổng sẽ xuất hiện cho thiết bị cuối và giao thức để xác định loại cổng nào được triển khai. Ba loại cổng USB BC1.2 là SDP, DCP và CDP (xem Hình 1):

1. Cổng hạ lưu tiêu chuẩn (SDP) Cổng này có điện trở kéo xuống 15kΩ trên cả hai đường D + và D-. Các giới hạn hiện tại là những giới hạn được thảo luận ở trên: 2.5mA khi bị treo, 100mA khi được kết nối và 500mA khi được kết nối và định cấu hình để có công suất cao hơn.
2. Cổng sạc chuyên dụng (DCP) Cổng này không hỗ trợ bất kỳ việc truyền dữ liệu nào, nhưng có khả năng cung cấp dòng sạc vượt quá 1,5A. Nó có một đoạn ngắn giữa các dòng D + và D-. Loại cổng này cho phép bộ sạc tường và bộ sạc xe hơi với khả năng sạc cao mà không cần liệt kê.
3. Cổng hạ lưu (CDP) Cổng này cho phép cả sạc cao và truyền dữ liệu tuân thủ hoàn toàn với USB 2.0. Nó có các điện trở kéo xuống 15kΩ cần thiết cho giao tiếp D + và D-, và cũng có mạch bên trong được bật trong giai đoạn phát hiện bộ sạc. Mạch bên trong này cho phép thiết bị di động phân biệt CDP với các loại cổng khác.

Ngay cả với đặc điểm kỹ thuật BC1.2 có sẵn, một số nhà sản xuất điện tử phát triển các giao thức tùy chỉnh cho bộ sạc chuyên dụng của họ. Khi bạn gắn một trong các thiết bị của họ vào cổng sạc BC1.2 tuân thủ đầy đủ, bạn vẫn có thể nhận được thông báo lỗi, "Sạc không được hỗ trợ với phụ kiện này." Mặc dù có thông báo này, các thiết bị này vẫn có thể sạc, nhưng dòng sạc có thể cực kỳ nhỏ. May mắn thay, hầu hết tất cả các bộ sạc chuyên dụng độc quyền này đều tự nhận dạng bằng một mức DC được đặt trên các đường D + và D- bằng một bộ chia điện trở giữa 5V và mặt đất

Đã thêm Nhận xét:
Người ta có thể xem xét các mức tín hiệu dữ liệu là 0,0 chàng0,3 V cho mức logic thấp và 2,8 trừ3,6 V cho mức cao logic. Nếu không có mạng phân chia điện áp cho hai chân dữ liệu bị chập, điện áp trên chúng có thể tự do nổi. Mặc dù các dây dữ liệu xoắn cung cấp một số che chắn khỏi các tín hiệu điện từ đi lạc, chúng vẫn có khả năng gây ra điện áp không thể đoán trước trên đường dây. Mặt khác, một mạng phân chia điện áp kẹp điện áp ở mức an toàn 2,5v.

Để biết thêm chi tiết, hãy xem Trang tôi có nguồn gốc hoặc xem PDF của USB.org mô tả thông số kỹ thuật Sạc pin USB 1.2 BC

Cập nhật năm 2017:

Không có cách lý tưởng để xử lý các chân dữ liệu USB để cung cấp khả năng tương thích và "sạc nhanh". Có thể có nhiều bộ sạc khác nhau và có nhiều thiết bị / điện thoại / máy tính bảng USB cần sạc. Trong lịch sử có hai cách tiếp cận:

1. Thiết bị này là một "thiết bị thông minh". Nó cố gắng phát hiện các chữ ký khác nhau của cổng mà nó được kết nối và chọn chế độ sạc phù hợp cho chính nó. Thiết bị rõ ràng thực hiện việc này một cách tuần tự và cần có thời gian để lội qua thời gian chờ.

2. Cổng sạc là một cổng thông minh. Ý tưởng này đã được thực hiện trong một số chip TI và các trung tâm SMSC / Microchip. Ý tưởng cho cổng sạc là / là để xác nhận các chữ ký cổng sạc khác nhau (Apple 2 / 2.7V, Sony, giải trình tự theo BC1.1, BC1.2 hoặc Bộ sạc chuyên dụng / tiêu chuẩn Trung Quốc, v.v.) tại một thời điểm. Một lần nữa, vì không có cách nào để có một phản hồi đáng tin cậy rằng chữ ký của bộ sạc là phù hợp với một thiết bị cụ thể (ngoài việc đo dòng điện được cung cấp / tiêu thụ), việc giải trình tự mất rất nhiều thời gian, cần thiết lập lại tắt VBUS, v.v. Hơn nữa, pin của thiết bị USB có thể ở một số trạng thái sạc khác nhau (chết, yếu, sạc đầy, v.v.), dòng điện tiêu thụ không thể là một chỉ báo đáng tin cậy cho bất cứ điều gì, thời gian chờ của hệ thống trở nên không xác định, vì vậy việc tìm kiếm / chuyển đổi thuật toán không thể mang lại bất cứ điều gì tốt.

Rắc rối thực sự xảy ra khi cả cổng và thiết bị đều cố gắng "thông minh". Sau đó, mọi thứ trở nên tồi tệ, và tất cả các cược đã tắt.

Thông số kỹ thuật Sạc pin USB 1.2 đã cố gắng áp đặt một hạn chế: cổng bị động và thiết bị bắt đầu chữ ký tuần tự và đo phản ứng của cổng, và chỉ sau đó thiết bị mới chuyển sang chế độ tiêu thụ đầy đủ (nếu cần). Giới hạn là VBUS = 5V.

Phương pháp QualComm QC (sạc nhanh) đã tiến thêm một bước và cho phép tăng điện áp USB mặc định từ 5V lên 9, 12, 15 và 20V. Sau khi thiết bị xác nhận một số chuỗi tín hiệu mức thấp trên D + / D-, sau đó thiết bị sẽ báo hiệu cho bộ sạc mà mức điện áp có thể chấp nhận bằng cách xác nhận một số tổ hợp điện áp DC nhất định trên dây D + và D. Đó là phương pháp rất đơn giản.

Các thông số kỹ thuật mới của USB Power Delivery đang cung cấp phương tiện cho một cổng và thiết bị vừa thực sự thông minh. Thông số ban đầu được gọi là giao thức nối tiếp qua VBUS (để thực hiện VBUS phải không có sự khử ghép điện dung nặng). Thông số kỹ thuật này hiện đã bị bỏ rơi trong PD Rev3.0 với sự xuất hiện của đầu nối Type-C và việc đàm phán giữa vai trò năng lượng của cổng và thiết bị (nhà sản xuất và người tiêu dùng) có nghĩa là qua dây CC chuyên dụng (Kênh truyền thông).

Ngoài các cuộc đàm phán PD đầy đủ, cáp Type-C có nghĩa là có các điểm đánh dấu điện tử, các IC nhỏ trong một trong những điểm vượt trội, họ nên tư vấn cho người tiêu dùng (bồn rửa) và nhà sản xuất (nguồn) về mức độ mà một loại cáp cụ thể có thể xử lý. [Tất cả các cáp USB USB.1.1 được yêu cầu phải có eMarkers được nhúng, nhưng tôi chưa thấy một cáp nào trên thị trường mở].

Tính đến thời điểm viết (tháng 1 năm 2017), mỗi bộ phận điện tử (bao gồm Walmart) có thể có khoảng 20% ​​(1 trên 5) bộ sạc có chức năng QC và không có bộ sạc PD nào. Tôi có một số cảm giác ruột rằng tỷ lệ này sẽ không thay đổi.

Tóm lại, chữ ký cổng sạc tương thích nhất dường như là kiểu Trung Quốc, với D + / D- được rút ngắn lại với nhau và nổi so với GND và VBUS.