usb充電協(xié)議有哪幾種

PAGEPAGE1usb充電協(xié)議有哪幾種篇一：USB-PD協(xié)議解說(shuō)

USBPowerDelivery快速充電通信原理

本篇文章講的快速充電是指USB論壇所發(fā)布的USBPowerDelivery快速充電規(guī)范(通過(guò)VBUS直流電平上耦合FSK信號(hào)來(lái)請(qǐng)求充電器調(diào)整輸出電壓和電流的過(guò)程)，不同于本人發(fā)布的另一篇文章所講的高通QuickCharger2.0規(guī)范，因?yàn)楦咄≦C2.0是利用D+和D-上的不同的直流電壓來(lái)請(qǐng)求充電器動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電壓和電流實(shí)現(xiàn)快速充電的過(guò)程。

USBPD的通信是將協(xié)議層的消息調(diào)制成24MHZ的FSK信號(hào)并耦合到VBUS上或者從VBUS上獲得FSK信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)和充電器通信的過(guò)程。

如圖所示，在USBPD通信中，是將24MHz的FSK通過(guò)cAC-Coupling耦合電容耦合到VBUS上的直流電平上的，而為了使24MHz的FSK不對(duì)PowerSupply或者USBHost的VBUS直流電壓產(chǎn)生影響，在回路中同時(shí)添加了zIsolation電感組成的低通濾波器過(guò)濾掉FSK信號(hào)。

USBPD的原理，以手機(jī)和充電器都支持USBPD為例講解如下：

1)USBOTG的PHY監(jiān)控VBUS電壓，如果有VBUS的5V電壓存在并且檢測(cè)到OTGID腳是1K下拉電阻(不是OTGHost模式，OTGHost模式的ID電阻是小于1K的)，就說(shuō)明該電纜是支持USBPD的；

2)USBOTG做正常BCSV1.2規(guī)范的充電器探測(cè)并且啟動(dòng)USBPD設(shè)備策略管理器，策略管理器監(jiān)控VBUS的直流電平上是否耦合了FSK信號(hào)，并且解碼消息得出是CapabilitiesSource消息，就根據(jù)USBPD規(guī)范解析該消息得出USBPD充電器所支持的所有電壓和電流列表對(duì)；

3)手機(jī)根據(jù)用戶的配置從CapabilitiesSource消息中選擇一個(gè)電壓和電流對(duì)，并將電壓和電流對(duì)加在Request消息的payload上，然后策略管理器將FSK信號(hào)耦合到VBUS直流電平上；

4)充電器解碼FSK信號(hào)并發(fā)出Accept消息給手機(jī)，同時(shí)調(diào)整PowerSupply的直流電壓和電流輸出；

5)手機(jī)收到Accept消息，調(diào)整ChargerIC的充電電壓和電流；

6)手機(jī)在充電過(guò)程中可以動(dòng)態(tài)發(fā)送Request消息來(lái)請(qǐng)求充電器改變輸出電壓和電流，從而實(shí)現(xiàn)快速充電的過(guò)程。

目前2014年有好幾家芯片廠商做出了USBPD芯片，下舉例：

uPD720250瑞薩

UPD100XmicrochipUSBPD2.0-MacBook及ChromebookPixelTYPE-C接口實(shí)測(cè)隨著一加手機(jī)、ZUK手機(jī)以及米5對(duì)USBTYPE-C的支持，越來(lái)越多人關(guān)注這個(gè)新的接口。其中USBPD2.0是TYPE-C接口的重點(diǎn)內(nèi)容。本文通過(guò)對(duì)MACBOOK以及GOOGLEPixel的實(shí)測(cè)，讓大家更好的了解，USBTYPE-C的電能傳輸是如何進(jìn)行的。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，USBPD2.0將帶來(lái)消費(fèi)類電子及家用電器的供電革命，解決當(dāng)前適配器及傳輸線規(guī)格各異的局面，節(jié)約社會(huì)資源，降低環(huán)境污染。幾年前，對(duì)著家里桌面上一堆規(guī)格各異的適配器，我有點(diǎn)抓狂。第一，這些適配器造成了家居環(huán)境的混亂以及使用的不便。第二，偶爾某個(gè)設(shè)備的適配器損壞后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很難買到合適的替代品。第三，這些適配器，將造成無(wú)數(shù)的電子垃圾，包括塑料，重金屬污染等。作為家里唯一懂電氣的人，我還得承受使用不便所產(chǎn)生的各種抱怨，并費(fèi)勁的解釋為什么這個(gè)不適合那個(gè)。于是，某天，另一半對(duì)我說(shuō)，你把這些適配器全部統(tǒng)一成多功能的吧，讓用電器去告訴適配器該輸出什么就行了。我覺(jué)得這個(gè)想法非常有價(jià)值，就撰寫了申請(qǐng)?zhí)枮椋?01210007717.X的專利，并提交專利局審查。時(shí)間過(guò)的很快，2014年，我第一次閱讀TYPE-C及USBPD2.0的規(guī)范。我?guī)缀跏窃谒查g就明白了它們所承載的使命。TYPE-C與USBPD2.0的推出，將會(huì)從根本上解決我們生活中，涉及到電子產(chǎn)品供電的混亂局面。它是怎么做到的呢？讓我們來(lái)看看：第一步，適配器在連接建立后，會(huì)通過(guò)CC線進(jìn)行廣播，告訴連接的另外一方，適配器能夠提供多少種電壓以及對(duì)應(yīng)的電流。圖1MacBook原裝適配器的PD通信波形圖2Google原裝適配器的PD通信波形第二步，用電器在獲悉適配器的供電能力之后，從中選擇一個(gè)最適合自己的供電方式，并向適配器發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)包。圖3MacBook發(fā)送的Request數(shù)據(jù)包第三步，適配器根據(jù)用電器的選擇，評(píng)估自身的能力之后，發(fā)送“接受”命令。圖4適配器發(fā)送的ACCEPTPD通信數(shù)據(jù)包第四步，適配器進(jìn)行內(nèi)部電壓變換，并向用電器發(fā)送“電源準(zhǔn)備好”數(shù)據(jù)包。圖5適配器發(fā)送的電源切換完畢PD通信數(shù)據(jù)包第五步，適配器向VBUS施加協(xié)商后的新的供電電壓。如果僅僅是一個(gè)進(jìn)行供電管理。那么PD通信到此就已經(jīng)完成了電壓切換的任務(wù)。但是如果供電方不僅僅是一個(gè)適配器，而是一個(gè)HUB，甚至是支持HDMI輸出的HUB，那么，PD將還需要進(jìn)行更多的協(xié)商，以達(dá)到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的其他功能。其中，包括了數(shù)據(jù)傳輸角色的轉(zhuǎn)換、VDM通信、DP信號(hào)配置等。圖6

蘋果原裝USBDOCK發(fā)送的DR_SWAP數(shù)據(jù)包圖7

蘋果原裝USBDOCK發(fā)送的DPConfigure數(shù)據(jù)包圖8

蘋果原裝USBDOCK發(fā)送的EnterMode數(shù)據(jù)包讓MacBook輸出DP信號(hào)圖8

蘋果原裝USBDOCK發(fā)送的unstructVDM數(shù)據(jù)包屬于私有通信以上波形都來(lái)自對(duì)實(shí)際PD通信過(guò)程的監(jiān)控，采用了樂(lè)得瑞在業(yè)界率先量產(chǎn)的PD邏輯分析儀—LDRPD01。圖9

LDRPD01分析儀對(duì)DOCK與MacBook的通信過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控圖10

LDRPD01分析儀對(duì)GOOGLEChromebook充電過(guò)程的PD通信進(jìn)行監(jiān)控此監(jiān)控系統(tǒng)可以為USBPD相關(guān)產(chǎn)品的從業(yè)人員提供非常有價(jià)值的參考，準(zhǔn)確掌握PD通信過(guò)程的錯(cuò)誤信息。如有需要，歡迎加微與QC2.0的區(qū)別：首先從名字上就看一窺端倪，PD是PowerDelivery，關(guān)注的是兩個(gè)或者多個(gè)設(shè)備，甚至是一個(gè)基于USB接口的智能電網(wǎng)的電能傳輸過(guò)程，電能傳輸可以是雙方向的，甚至是組網(wǎng)的，可以具備系統(tǒng)級(jí)供電策略。而QC是QuickCharge僅僅關(guān)注的是快速充電問(wèn)題，電能傳輸是單方向的，不具備電能組網(wǎng)能力，不支持除了供電以外的其他功能。QC2.0關(guān)注的是一個(gè)充電設(shè)備和一個(gè)被充電設(shè)備USBPD解決的是一個(gè)電能傳輸網(wǎng)絡(luò)的平衡問(wèn)題綜上分析我們可以看出，USBPD不僅為消費(fèi)類電子帶來(lái)了形式多樣接口應(yīng)用，還承載著未來(lái)消費(fèi)類電子以及部分家用電器的供電管理智能化的使命，將能夠比較好的解決目前供電方式混亂，各種適配器及連接線嚴(yán)重浪費(fèi)社會(huì)資源，污染自然環(huán)境的情況。深圳市樂(lè)得瑞科技有限公司，致力于USBTYPE-C接口及USBPD2.0相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)，已經(jīng)推出支持TYPE-C接口芯片的LDR6013，以及支持USBPD2.0的芯片LDR6021等，積極配合USB-IF組織共同推進(jìn)這一有利于人類社會(huì)的重大改革。

篇二：iPhone充電協(xié)議

仔細(xì)觀察一下充電器的USB接口，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一共有四個(gè)窄金屬條，稱為四個(gè)引腳。這四個(gè)引腳分別連接5V電源、D+數(shù)據(jù)線正信號(hào)、D-數(shù)據(jù)線負(fù)信號(hào)和GND地。標(biāo)準(zhǔn)USB引腳，電壓分別是:vcc,D-,D+,GROUD,+5V,0,0,0蘋果用D-,D+線的電壓來(lái)檢測(cè)是否是原裝充電器，以決定充電電流。IPHONE,5V,2.7V,2V,0這樣最大充電電流1AIPAD5V,2V,2.7V,0充電電流.一般兼容USB接口的充電器，D+和D-兩個(gè)引腳是懸空的，任何設(shè)備只要插上這樣的充電器，就會(huì)從5V和GND兩個(gè)引腳獲得電能。而蘋果的充電器則在D+和D-兩個(gè)數(shù)據(jù)引腳上增加了分壓電阻，使充電的設(shè)備能夠在充電時(shí)從這兩條數(shù)據(jù)線上讀到兩個(gè)電壓。iPhone或者iPod對(duì)應(yīng)的5V1A充電器，D+上的電壓是2V，D-是2.7V;而iPad使用的5V2.1A的充電器，D+電壓2.7V，D-電壓2V。Ipad2和Iphone4的USB電源的D+D-的電壓是相反的，一個(gè)2V，一個(gè)2.7V，這個(gè)D+D-的電壓使機(jī)器會(huì)識(shí)別電源是1A的還是2A的，從而使機(jī)器限流不會(huì)燒壞電源，機(jī)器會(huì)限制充電電流，所以Ipad2的充電器不會(huì)充壞IPhone4，識(shí)別電阻按大約比例使D+D-的電壓符合就行了，有些移動(dòng)電源的識(shí)別電阻是按Iphone4的，接Ipad2同樣顯示充電，但機(jī)器識(shí)別為1A的電源,限流1A慢充電，所以電源電流夠2A以上的識(shí)別電阻要按Ipad2的配置，還有D+D-懸空時(shí)，完全不充電，連上都不提示。當(dāng)iPad或者iPhone接上充電器時(shí)，通過(guò)這兩個(gè)引腳上不同的電壓就可以區(qū)分當(dāng)前使用的是哪種充電器，也就能對(duì)負(fù)載做出相應(yīng)的調(diào)整，從而安全地充電。這種設(shè)計(jì)還可以防止普通充電器對(duì)蘋果設(shè)備進(jìn)行充電。用iPad充電器給iPhone充電，實(shí)際會(huì)怎樣,iPad和iPhone充電器的設(shè)計(jì)不同是有原因的。iPhone的電池容量較小，只需要1A的充電電流就能在一個(gè)合理的時(shí)間內(nèi)完成充電。雖然更大的充電電流能大幅縮短充電時(shí)間，但會(huì)帶來(lái)更大的發(fā)熱量，而高溫是鋰電池壽命縮短的頭號(hào)殺手，所以iPhone充電器的最大輸出電流被設(shè)計(jì)為1A。如果用iPhone的充電器給iPad進(jìn)行充電，由于iPhone的充電器最大只能提供1A的電流輸出，如果你用iPhone充電器給iPAD充電，那么iPAD通過(guò)讀ADC判斷D+和D-電壓就可識(shí)別這個(gè)充電器只能提供1A電流，iPAD就設(shè)置成1A恒流進(jìn)行充電，可以充就是時(shí)間長(zhǎng)一些而已。0.5A充電器USB端口設(shè)置D+和D-都是2V49.9K75K49.9+75=124.949.9/124.9*5=2VD+端子D-端子1A充電器USB端口設(shè)置D+2VD-2.68V49.9K75K49.9+75=124.950/124.9*5=2VD+端子49.9K43.2K49.9+43.2=93.149.9/93.1*5=2.68VD-端子2.1A充電器USB端口設(shè)置D+2.7VD-2V49.9K43.2K49.9+43.2=93.149.9/93.1*5=2.68VD+端子49.9K75K49.9+75=124.950/124.9*5=2VD-端子2.1A充電器USB端口設(shè)置D+2.7VD-2V51K43K51+43=9451/94*5=2.71vD+端子51K75K51+75=12651/126*5=2.02vD-端子IPHONE充電器的分壓電阻IPAD充電器的分壓電阻Ipad2充電有3種電流:1.5A:Ipad2充電器(顯示充電,D+2vD-2.7V時(shí)),充電器是2.1A，但是IPAD的最大充電電流不會(huì)去到2.1A，是1.5A1A:Iphone4充電器(顯示充電,D+2.7vD-2V時(shí))0.5A:其它如Palm充電器(DD-短接，顯示沒(méi)有充電時(shí))Iphone4充電有2種電流1A:Iphone4充電器(顯示充電,D+2.7vD-2V時(shí))或Ipad2充電器(顯示充電,D+2vD-2.7V時(shí))0.5A:其它如Palm充電器(顯示充電,DD-短接時(shí))IPAD充電器的分壓電阻IPHONE充電器的USB端的分壓電阻D+/D-2.0V/2.7VIPHONE的全速充電電流是1A，IPAD的全速充電電流是1.5A。充電電流的大小不是單單由充電器的最大輸出電流決定。手機(jī)和平板電腦的充電電流由PMIC的控制，插入充電器后，軟件要判斷D+和D-的電壓，分析充電器的類型，如果是IPAD的2.1的充電器，IPAD會(huì)將最大充電電流設(shè)置到1.5A，另外還要對(duì)充電器的電壓檢測(cè)，如果用1.5A的充電電流充電，充電器的電壓被拉低了小于4.6V，那么IPAD就會(huì)降低充電電流。系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)。他能不能"全速"充iPhone:1.充電器輸出電流要達(dá)到1A,2.且5V要維持住.3.D+/D-2.0V/2.7V他能不能"全速"充iPad:1.充電器輸出電流要達(dá)到1.5A,2.且5V要維持住3.D+/D-2.7V/2.0V如果你的IPAD充電器壞了不要怕，三星N7100大三腳直沖，型號(hào):ETA-U90UWE的充電器的參數(shù)是5V2A還有HPTouchPad充電器5V2A都是USB接口，而且這兩個(gè)充電器很便宜。但是這兩個(gè)充電器的D+和D-是短接在一起，直接給IPAD充電就只有500ma的電流，充電時(shí)間長(zhǎng)?？梢酝ㄟ^(guò)參考上面的電路用一個(gè)萬(wàn)能板做一個(gè)轉(zhuǎn)換頭，焊接兩個(gè)USB端子，一個(gè)公頭，一個(gè)母頭，公頭的VCC和地GND和母端的USB端子的VCC和地GND。4個(gè)分壓電阻的中間連接處分別連接到母端USB端子的D+和D-，公端的USB端子的D+和D-懸空。公頭的端子插入上面的2A的充電器，母頭的端子連接IPAD的充電數(shù)據(jù)線就可以用1.5A的電流快速充電。其實(shí)ios5.0以上的系統(tǒng)是支持d+d-短接識(shí)別的”識(shí)別出1A的.USB線內(nèi)阻不能過(guò)大，超出正常標(biāo)準(zhǔn)會(huì)造成充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)甚至充電失敗。篇三：USB充電電流

2個(gè)電阻的蘋果2.4A短接合一通殺安卓1A2A/蘋果1A2.4A一個(gè)蘋果2.4A短接合一模式兼容安卓1A/蘋果1A/蘋果2.4A，三星也可能支持2A具體做法：D+/D-短接，上下拉電阻47K/56K(電壓為雙2.7V)(電阻比為1:1.15附近就行了)...電阻比分壓比示例1:1.150.53643.2k/49.9k(原版蘋果5V12W,空載5.20V,D+/D-測(cè)量到2.76V)1：1.20.54510K/12K47k/56k56