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

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VBUS直流電平上耦合FSK信號來請求充電器調(diào)整輸出電壓和電流的過程)，不同于本人發(fā)布的另一篇文章所講的高通QuickCharger2.0規(guī)范，因為高通QC2.0是利用D+和D-上的不同的直流電壓來請求充電器動態(tài)調(diào)整輸出電壓和電流實現(xiàn)快速充電的過程。

USBPD的通信是將協(xié)議層的消息調(diào)制成24MHZ的FSK信號并耦合到VBUS上或者從VBUS上獲得FSK信號來實現(xiàn)手機和充電器通信的過程。

如圖所示，在USBPD通信中，是將24MHz的FSK通過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PowerSupply或者USBHost的VBUS直流電壓產(chǎn)生影響，在回路中同時添加了zIsolation電感組成的低通濾波器過濾掉FSK信號。

USBPD的原理，以手機和充電器都支持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)范的充電器探測并且啟動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，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；

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

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

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

6)手機在充電過程中可以動態(tài)發(fā)送Request消息來請求充電器改變輸出電壓和電流，從而實現(xiàn)快速充電的過程。

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接口實測隨著一加手機、ZUK手機以及米5對USBTYPE-C的支持，越來越多人關(guān)注這個新的接口。其中USBPD2.0是TYPE-C接口的重點內(nèi)容。本文通過對MACBOOK以及GOOGLEPixel的實測，讓大家更好的了解，USBTYPE-C的電能傳輸是如何進(jìn)行的。長遠(yuǎn)來看，USBPD2.0將帶來消費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)約社會資源，降低環(huán)境污染。幾年前，對著家里桌面上一堆規(guī)格各異的適配器，我有點抓狂。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，偶爾某個設(shè)備的適配器損壞后，你會發(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，并費勁的解釋為什么這個不適合那個。于是，某天，另一半對我說，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。我覺得這個想法非常有價值，就撰寫了申請?zhí)枮椋?01210007717.X的專利，并提交專利局審查。時間過的很快，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？讓我們來看看：第一步，適配器在連接建立后，會通過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，從中選擇一個最適合自己的供電方式，并向適配器發(fā)送請求數(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適配器，而是一個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自對實際PD通信過程的監(jiān)控，采用了樂得瑞在業(yè)界率先量產(chǎn)的PD邏輯分析儀—LDRPD01。圖9

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

LDRPD01分析儀對GOOGLEChromebook充電過程的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)人員提供非常有價值的參考，準(zhǔn)確掌握PD通信過程的錯誤信息。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)注的是兩個或者多個設(shè)備，甚至是一個基于USB接口的智能電網(wǎng)的電能傳輸過程，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)級供電策略。而QC是QuickCharge僅僅關(guān)注的是快速充電問題，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)注的是一個充電設(shè)備和一個被充電設(shè)備USBPD解決的是一個電能傳輸網(wǎng)絡(luò)的平衡問題綜上分析我們可以看出，USBPD不僅為消費類電子帶來了形式多樣接口應(yīng)用，還承載著未來消費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)重浪費社會資源，污染自然環(huán)境的情況。深圳市樂得瑞科技有限公司，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，你會發(fā)現(xiàn)一共有四個窄金屬條，稱為四個引腳。這四個引腳分別連接5V電源、D+數(shù)據(jù)線正信號、D-數(shù)據(jù)線負(fù)信號和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+線的電壓來檢測是否是原裝充電器，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-兩個引腳是懸空的，任何設(shè)備只要插上這樣的充電器，就會從5V和GND兩個引腳獲得電能。而蘋果的充電器則在D+和D-兩個數(shù)據(jù)引腳上增加了分壓電阻，使充電的設(shè)備能夠在充電時從這兩條數(shù)據(jù)線上讀到兩個電壓。iPhone或者iPod對應(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2V，一個2.7V，這個D+D-的電壓使機器會識別電源是1A的還是2A的，從而使機器限流不會燒壞電源，機器會限制充電電流，所以Ipad2的充電器不會充壞IPhone4，識別電阻按大約比例使D+D-的電壓符合就行了，有些移動電源的識別電阻是按Iphone4的，接Ipad2同樣顯示充電，但機器識別為1A的電源,限流1A慢充電，所以電源電流夠2A以上的識別電阻要按Ipad2的配置，還有D+D-懸空時，完全不充電，連上都不提示。當(dāng)iPad或者iPhone接上充電器時，通過這兩個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，也就能對負(fù)載做出相應(yīng)的調(diào)整，從而安全地充電。這種設(shè)計還可以防止普通充電器對蘋果設(shè)備進(jìn)行充電。用iPad充電器給iPhone充電，實際會怎樣,iPad和iPhone充電器的設(shè)計不同是有原因的。iPhone的電池容量較小，只需要1A的充電電流就能在一個合理的時間內(nèi)完成充電。雖然更大的充電電流能大幅縮短充電時間，但會帶來更大的發(fā)熱量，而高溫是鋰電池壽命縮短的頭號殺手，所以iPhone充電器的最大輸出電流被設(shè)計為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通過讀ADC判斷D+和D-電壓就可識別這個充電器只能提供1A電流，iPAD就設(shè)置成1A恒流進(jìn)行充電，可以充就是時間長一些而已。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),充電器是2.1A，但是IPAD的最大充電電流不會去到2.1A，是1.5A1A:Iphone4充電器(顯示充電,D+2.7vD-2V時)0.5A:其它如Palm充電器(DD-短接，顯示沒有充電時)Iphone4充電有2種電流1A:Iphone4充電器(顯示充電,D+2.7vD-2V時)或Ipad2充電器(顯示充電,D+2vD-2.7V時)0.5A:其它如Palm充電器(顯示充電,DD-短接時)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會將最大充電電流設(shè)置到1.5A，另外還要對充電器的電壓檢測，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就會降低充電電流。系統(tǒng)是一個閉環(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:ETA-U90UWE的充電器的參數(shù)是5V2A還有HPTouchPad充電器5V2A都是USB接口，而且這兩個充電器很便宜。但是這兩個充電器的D+和D-是短接在一起，直接給IPAD充電就只有500ma的電流，充電時間長。可以通過參考上面的電路用一個萬能板做一個轉(zhuǎn)換頭，焊接兩個USB端子，一個公頭，一個母頭，公頭的VCC和地GND和母端的USB端子的VCC和地GND。4個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ios5.0以上的系統(tǒng)是支持d+d-短接識別的”識別出1A的.USB線內(nèi)阻不能過大，超出正常標(biāo)準(zhǔn)會造成充電時間過長甚至充電失敗。篇三：USB充電電流

2個電阻的蘋果2.4A短接合一通殺安卓1A2A/蘋果1A2.4A一個蘋果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-測量到2.76V)1：1.20.54510K/12K47k/56k56