Cihazlarda hızlı şarj ile uyumlu olması için USB güç adaptöründeki D + ve D- veri pinlerini kullanmanın ideal yolu nedir?

Birçok USB duvar şarj cihazının D + ve D-pinlerini belirli bir voltaja, genellikle 2 ila 3 volt'a ayarlamak için dirençli bir voltaj bölücü kullandığını buldum. Diğer USB duvar şarj cihazları, D + ve D-pinlerine başka hiçbir şeyle bağlantı olmadan kısa devre yapar. Tecrübelerime göre, bazı cihazlar voltaj bölücüler kullanan şarj cihazlarında 500 mA'nın üzerinde bir şarj oranını kabul etmeyecek, ancak veri pimleri kısa devre ile şarj cihazındaki maksimum giriş değerlerine kadar şarj olacaktır. Bunun tersinin de doğru olabileceğini gösteren şeyler okudum, ancak bunu doğrulayamadım. Tüm USB aygıtlarıyla hangi yöntemin en iyi uyumluluğu sağladığını bulmayı umuyorum.

Cihazlarda hızlı şarj ile uyumlu olması için USB güç adaptöründeki D + ve D- veri pinlerini kullanmanın ideal yolu nedir? ... Hangi yöntemin tüm USB aygıtlarıyla en iyi uyumluluğu sağladığını çözmeyi umuyorum.

Pratik amaçlar için USB şarj cihazı veya hedef aygıt veri hatlarında herhangi bir değişmeyen kısa devre veya direnç kombinasyonu kullanarak gerçekten evrensel bir şarj cihazı yapmak imkansızdır, çünkütam olarak yapmaya çalıştığınız şeyi yapmanıza engel olmaya çalışan üreticilerle rekabet ediyorsunuz. Örneğin, Apple, sadece bir "uygun" güç kaynağı ve hedef ekipmanın birlikte çalışacağı şekilde düzenlenmiş çeşitli direnç bölücü kombinasyonlarını kullanarak bir dizi şarj kontrol şeması uygulamaktadır. Bu tür düzenlemelerin optimum şarj performansı sağladığına dair argümanlar geliştirilebilse de, bunun Lityum İyon / Lityum Polimer piller için nasıl olabileceği açık değildir ve birçok başka üretici tarafından kullanılmadan yeterli derecede fazla şarj kontrolü elde edilebildiği ve elde edilebildiği açıktır. bu tür teknikler. Böyle bir Apple düzenlemesinin bir örneği aşağıda verilmiştir.

Bununla birlikte, bu bölgeyi daha önce araştıranların izinden gitmekle, makul derecede iyi bir uzlaşma elde edebilirsiniz.

Birçok üretici, kendi özel düzenlemelerinin özelliklerini yayınlamaz ve yapabileceğiniz en iyi şey, ürünlerini kendi kendinize analiz etmek ya da zaten bunu yapan ve bilgi edinmelerini sağlayanlardan öğrenmek.

Bu kaynaklardan biri, Lady ADA / ADA meyvesi Mintyboost USB şarj cihazının belgeleridir.
Bu bir öğretici daha fazla bir destan !!! :-). Sonunda başlayabilir ve ilk sürümdeki başlangıç ​​uyumluluğunu en üst düzeye çıkarmak ve geliştirme yollarını takip etmek için bildikleri şeyi nasıl kullandığını bulmak için geri çalışabilirsiniz. Her iki yaklaşım da bilmek istediğinize bağlı olarak geçerlidir.

Mint Boost ana sayfa
Genel bakış Tasarımcılar için değerli -
tasarım sürecinden geçin

İşte Apple cihazının şarj edilmesinin gizemleri, Apple cihazının şarj edilmesinin gizemlerini ve bu arada diğer yararlı materyalleri anlatıyor.

Ugh / Vay! - bir Apple direnç düzenlemesi. Bu resmi bir iPhone 3GS şarj cihazından geliyor:

İşte onların olduğu sürüm 2 uyumluluk listesi standart şarj işe DEĞİLDİR ancak bir "kablo kesmek" veriyor nerede tamamen veya kısmen çalışmaya örnekler sayısını listeler olarak, bir evrensel çözümü foir çalışıyorsanız bakarak değer.

örneğin yukarıdakiler sizi Samsung D serisi "hack" veya buradaki RAZR V3 modifikasyonları gibi özel durumlara götürür.

İşte bir dizi cep telefonu ile 3 Minty Boost versiyonunu kullanan sonuçların bir listesi.
Eğer arayüzlerini taklit ederseniz, benzer bir uyumluluk elde edebilmelisiniz.

____________________________________

Güncelleme - 2016 sonu:

USB Özel Şarj Portu Kontrolörleri:

SE kullanıcısı florisla, özel USB şarj portu yetenekleri sağlamayı amaçlayan 'yeni' IC'lerin varlığına dikkat çekti. Örnek olarak TI
"TPS2513A-Q1, TPS2514A-Q1 USB Özel Şarj Portu Kontrol Cihazı" olarak kaydetti.

Yeteneklerini özetlemenin en iyi yolu, veri sayfasında verilen özete bakmaktır - aşağıya bakınız:

Bu sayfanın sorunuzu net bir şekilde yanıtladığını buldum . Aşağıdaki ilgili kısımları alıntılarım.

BC1.2, üç farklı USB portu tipini ve iki ana monitörü ana hatlarıyla belirtir. Bir "şarj" bağlantı noktası, 500mA'dan daha yüksek akımları ileten bağlantı noktasıdır. Bir "aşağı akış" portu USB 2.0'a göre verileri gösterir. BC1.2 şartnamesi ayrıca her bir portun son cihaza nasıl görünmesi gerektiğini ve hangi port tipinin uygulandığını belirleyen protokolü de belirler. Üç USB BC1.2 bağlantı noktası tipi SDP, DCP ve CDP'dir (bkz. Şekil 1):

1. Standart Alt Bağlantı Noktası (SDP) Bu bağlantı noktası, hem D + hem de D çizgilerinde 15kΩ açılır dirençlere sahiptir. Geçerli sınırlar yukarıda tartışılanlardır: Askıya alındığında 2.5mA, bağlandığında 100mA ve bağlandığında ve daha yüksek güç için yapılandırıldığında 500mA.
2. Özel Şarj Portu (DCP) Bu port herhangi bir veri transferini desteklemiyor, ancak 1.5A'nın ötesinde şarj akımları sağlayabiliyor. D + ve D-çizgileri arasında kısa devre yapar. Bu tip port, numaralandırmaya ihtiyaç duymadan duvar şarjı ve araç şarj cihazlarına yüksek şarj özelliğine izin verir.
3. Alt Bağlantı Noktası (CDP) Bu bağlantı noktası hem yüksek akım şarjına hem de USB 2.0 ile tam uyumlu veri aktarımına izin verir. D + ve D-iletişimi için gerekli 15kΩ açılır dirençlere sahiptir ve ayrıca şarj cihazı algılama aşamasında devreye giren dahili devrelere sahiptir. Bu dahili devre, taşınabilir cihazın bir CDP'yi diğer port türlerinden ayırt etmesini sağlar.

BC1.2 spesifikasyonu mevcut olsa bile, bazı elektronik üreticileri kendi özel şarj cihazları için özel protokoller geliştiriyorlar. Cihazlarından birini tamamen uyumlu bir BC1.2 şarj bağlantı noktasına bağladığınızda, "Şarj etme bu aksesuarla desteklenmiyor" hata mesajını almaya devam edebilirsiniz. Bu mesaja rağmen, bu cihazlar hala şarj olabilir, ancak şarj akımları çok küçük olabilir. Neyse ki, bu tescilli özel şarj cihazlarının neredeyse tamamı kendilerini D + ve D-hatlarında ayarlanan bir DC seviyesi ile 5V ile toprak arasındaki bir direnç bölücü ile tanımlar.

Eklenen Yorum:
Veri sinyali seviyelerinin mantıksal düşük için 0.0-0.3 V ve mantıksal yüksek için 2.8–3.6 V olduğu düşünülebilir. İki kısa veri pimine gerilim bölen bir ağ olmadan, üzerlerindeki gerilimin serbest kalması serbesttir. Bükülmüş veri telleri, başıboş elektromanyetik sinyallerden bir miktar koruma sağlamasına rağmen, hatta potansiyel olarak tahmin edilemeyen gerilimleri indükleyebilir. Öte yandan, voltaj bölen bir şebeke gerilimi güvenli bir 2.5v'de sıkıştırır.

Daha fazla ayrıntı için kontrol Page ı kaynaklı veya bakmak USB.org en BC Şarj USB Pil açıklayan 1.2 spesifikasyonu PDF

2017 güncellemesi:

Uyumluluk ve "hızlı şarj" sağlamak için USB veri pinlerini kullanmanın ideal bir yolu yoktur. Çok farklı şarj cihazları olabilir ve şarj edilmesi gereken birçok USB cihazı / telefon / tablet vardır. Tarihsel olarak iki yaklaşım vardı:

1. Cihaz "akıllı bir cihazdır". Bağlandığı portun çeşitli imzalarını algılamaya çalışır ve kendisi için uygun şarj modunu seçer. Cihaz açıkça bunu sırayla yapıyor ve zaman aşımına uğramak zaman alıyor.

2. Şarj portu akıllı bir porttur. Bu fikir bazı TI çiplerinde ve SMSC / Microchip merkezlerinde uygulandı. Şarj portu fikri, her seferinde bir farklı şarj portu imzası (Apple 2 / 2.7V, Sony, BC1.1, BC1.2 veya Adanmış şarj cihazı / Çin standardı, vs. Yine, şarj cihazı imzasının belirli bir cihaz için (tedarik edilen / tüketilen akımı ölçmek dışında) doğru olduğu konusunda güvenilir bir geri bildirim almanın bir yolu olmadığından, sıralamanın çok zaman alması, VBUS'un kapalı sıfırlanmasına ihtiyacı vardır, Dahası, bir USB cihazının pili birkaç farklı şarj durumunda olabilir (ölü, zayıf, tam şarjlı, vb.), tüketilen akım hiçbir şeyin güvenilir bir göstergesi olamaz, sistem bekleme süresi belirleyici olmaz, bu nedenle arama / switch algoritması iyi bir şey veremez.

Hem bağlantı noktası hem de cihaz "akıllı" olmaya çalışırken gerçek sorun oluyor. Sonra her şey mahvoldu ve tüm bahisler kapandı.

USB Batarya Şarjı spesifikasyonları 1.2 bir kısıtlama getirmeye çalıştı: port pasif ve cihaz sıralı imza atıyor ve port tepkisini ölçüyor ve sadece o zaman cihaz tam tüketim moduna geçiyor (gerekiyorsa). Sınır VBUS = 5V idi.

QualComm QC (hızlı şarj) yöntemi bir adım daha ileri gitti ve varsayılan USB voltajını 5V'dan 9, 12, 15 ve 20V'a çıkarmaya izin veriyor. Cihaz, D + / D- üzerindeki bazı düşük seviyeli sinyal dizilimi belirledikten sonra, D + ve D-kablolarındaki belirli DC gerilimi kombinasyonlarını belirleyerek şarj cihazına hangi gerilim seviyesini kabul edebileceğini bildirir. Bu çok basit bir yöntemdir.

Yeni USB Güç Teslimatı özellikleri, bir bağlantı noktası ve bir cihazın hem gerçekten akıllı olması için araçlar sağlar. VBUS üzerinden seri protokol için çağrılan ilk şartname (bunun gerçekleşmesi için VBUS'un ağır kapasitif ayrışma içermemesi gerekir). Bu şartname şimdi, Tip C bağlayıcı ile birlikte PD Rev3.0'da iptal edilmiştir ve limanların ve cihazların (üreticiler ve tüketiciler) güç rolleri arasındaki müzakere, özel bir CC teli (İletişim Kanalı) ile ilgilidir.

Tam PD görüşmelerine ek olarak, Tip-C kabloların, elektronik işaretçilere, aşırı kalıplardan birinde küçük IC'lere sahip olması, tüketicilere (evyeler) ve üreticilere (kaynaklar) belirli bir kablonun ne kadar akımın işleyebileceği konusunda tavsiyede bulunması gerekir. [Tüm USB3.1 CC kablolarının, eMarkerlerin gömülü olması gerekir, ancak henüz açık pazarda bir tane görmedim].

Yazma zamanından itibaren (Ocak 2017), her elektronik departmanında (Walmart dahil), QC işlevine sahip% 20 (5 üzerinden 1) şarj cihazı bulunabilir ve hiçbiri PD işlevine sahip olmayabilir. Bu oranın değişmeyeceğini hissediyorum.

Özetle, en uyumlu şarj portu imzası, D + / D - birlikte kısa devre ve GND ve VBUS'a göre dalgalanma ile Çin tarzı görünmektedir.