usb电源口是什么协议?

发布网友发布时间：2024-09-27 17:25

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热心网友时间：2024-10-04 05:43

Bc1.2定义
Bc1.2（battery charging v1.2）是BC（battery charging）集团在usbif下开发的一个协议，主要用于调节电池充电的需求. 该协议首先基于USB2.0协议实现
Bc1.2充电口
根据USB2.0协议，从USB充电器中提取的最大电流为500mA. 500mA的电流限制不能满足快速充电的需求. 因此，bc1.2引入了充电端口识别机制，主要包括以下USB端口类型:
1. 标准下行链路端口（SDP）
SDP端口支持USB协议，最大电流为500mA. 可以认为SDP是一个普通的USB接口
2. 专用充电端口（DCP）
DCP不支持数据协议，支持快速充电，可提供大电流. DCP主要用于壁挂式充电和其他特殊充电器
3. 充电下游端口（CDP）
CDP同时支持数据协议和快速充电
Bc1.2协议识别过程
1. VBUS检测VBUS检测
设备中有一个电路来检测VBUS是否有效. 电路有参考值. 高于此值时，VBUS被认为是有效的. 参考值不是固定的，一般在0.8V到4V之间
2. 数据接触检测
由于USB端口可能支持也可能不支持数据协议，因此不需要此阶段. 如果在此阶段超时900毫秒后仍未检测到D+或ID引脚连接，则必须启动主检测
3. 初级检测
此阶段的主要功能是确定端口是充电端口还是数据端口
首先将PD+提高到0.6V，然后检测PD-的电压. 如果小于规定的参考电压，则端口为数据端口SDP；如果大于参考电压，则为充电端口CDP或DCP
4. 二次检测
此阶段的目的是确认充电端口是否支持数据协议，即区分CDP和DCP
首先将PD-拉到0.6V，然后检测PD+的电压. 如果电压低于规定的参考电压，则端口为CDP；如果高于指定的参考电压，则端口为DCP
下图显示了CDP端口的标识过程. 第一次检测后，进入第二次检测阶段. 先将PD-向上拉，然后判断PD+的电压小于参考电压的0.4V，说明该端口为CDP端口
专用快速充电协议
由于bc1.2不是强制协议，很多厂商都在bc1.2的基础上开发了自己的专用快速充电协议. 例如，高通公司的qc2.0/qc3.0和联发科的PE（pump express）/PE+. 由于充电功率与电压和电流有关bc1.2充电协议解读，P=UI，电压或电流越高，充电功率越高. 电池容量越大，充电速度越快. Qualcomm的qc2.0/qc3.0技术原理与联发科PE快速充电方案相同，都是通过提高充电电压来提高充电功率
下图显示了高压DCP协议的识别过程. 可见，第一次检测和第二次检测符合bc1.2的要求. VBUS的初始电压为5V，在DCP端口被识别后，VBUS被提升到9V. Qc2.0支持5V、9V、12V三档电压. 在此基础上，qc3.0将电压范围细分为200mV，并将电压范围扩大到3.6V~20V
线损补偿
根据u=IR，充电电流越大，USB充电线路的电压降越大. 尤其在车载设备中，随着USB电缆的增长或充电电流的增大，到达手机终端的电压很可能小于5V，可以通过线损补偿来解决
现状与发展趋势
目前的快速充电技术主要分为低压快充和高压快充两大阵营
低压快速充电以oppo的vooc闪速充电为代表. 通过增加充电电流来增加充电功率
优点: 发热量小，能量转换效率高
缺点: 硬件需要定制bc1.2充电协议解读，成本高，兼容性差
高压快速充电以高通qc2.0为代表. 其他厂家的技术原理以bc1.2为基础，通过提高充电电压来提高充电功率
优点: 兼容性好，遗传性好，稳定性好
缺点: 热值高，能量转换效率低
目前，高通公司的快速充电解决方案占据了大部分市场，但随着usb if组织推出的PD协议（power delivery protocol）的推出，有望统一快速充电市场. PD充电协议的最大功率可以支持100W，可以满足手机甚至笔记本电脑的充电要求. PD支持双向电力传输和联网供电策略. 最新的q.0已经支持Pd快速充电协议
参考文献:

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