快充方案分析

B

2.0充电接口电流要求

挂起 2.5mA

未挂起，未配置 100mA

未挂起，已配置 500mA

2.充电识别的几个状态

插入：插入USB电缆的物理过程。

连接：设备将1.5kΩ上拉电阻连接至D+或D-数据线时(刚插入)。

枚举：设备和主机之间交换初始数据，识别设备类型。

配置：设置设备参数。

3．充电电源

- SDP （Standard Downstream Port）

- DCP （Dedicated Charging Port）

- CDP （Charging Downstream Port）

- ACA （Accessory Charger Adapters）

辅助充电适配器(Accessory Charger Adapter)

随着便携式设备变得越来越小，多数的PD只有一个USB接口用于连接外设或者充电, 但连接外设和充电不能同时进行。例如，当一部手机通过USB接口连接了外置耳麦的时候，就不能通过USB接口进行充电了。ACA的用途就是让PD可以同时连接USB外设和通过USB 端口充电。

ACA具有三个端口：OTG Port用于连接便携式设备(OTG Device);Accessory Port 用于连接USB外设;Charger Port用于连接USB充电端口，可以是一个USB专用充电器也可以是一个Charging Downstream Port(图4)。

1.

下行端口(SDP)这与USB 2.0规范定义的端口相同，也是台式机和笔记本电脑常见的典型端口。挂起时，最大负载电流为2.5mA；连接且非挂起状态下为1 00mA，可以配置电流为 500mA (最大)。设备可利用硬件识别SDP，USB数据线D +和D-分别通过15kΩ接地，但仍然需要枚举，以符合USB规范。尽管现在许多硬件不经枚举即消耗功率，但在USB 2.0规范中，从严格意义上并不合法，违反规范要求。

当PD插入到USB接口以后，它向D+上加载一个0.6V左右的电压(VDP_SRC)，随后，PD开始检测D-线上的电压，查看是否收到0.6V的电压回应(VDM_SRC)。因为Standard Downstrea m Port不会对D+上的0.6V信号作出任何回应，所以如果PD插入的是Standard Downstrea m Port,那么D-将保持为低电平(图1)。

1.充电下行端口(CDP)BC1.1为PC、笔记本电脑及其它硬件规定了这种较大

电流的新型USB口。现在，CDP可提供高达1.5A电流，由于可在枚举之

前提供电流，所以有别于USB 2.0。插入CDP的装置可通过操纵和监测D+、D-线，从而利用硬件握手识别CDP (参见USB电池充电规范第3.2.3部分)。

在将数据线转为USB收发之前进行硬件测试，这样就能够在枚举之前检测到CDP (以及开始充电)。

在Charging Downstream Port中，采用了与PD类似并且与之互补的检测电路，当它检测到D+上有0.6V时，它将随即向D-加载0.6V电压，以回应PD;而在USB Charger中，由于D+和D-是短接的，所以当D+上被加载0.6V电压时，D-也变成了0.6V。

所以，PD插入到Charging Downstream Port 或是USB charger, 则D-线上会被回应一个0.6v电压。此后，PD先将D+(PD为高速或全速设备)或D-(PD为低速设备)拉高至逻辑高电平，然后通过检测另外一根数据线的电压来区分是Charging Downstream Port 还是U SB charger。

因为Charging Downstream Port在充电检测时期，只回应VDP_SRC而不会回应逻辑高

电平，所以它将保持数据线为低(图2)。

由于USB charger内部短接了D+和D-，如果一根数据线被拉高，那么另一根数据线也

将变成高电平(图3)。

通过以上的检测机制，PD就可以识别出所插入的是何种USB端口。

2.专用充电端口(DCP)BC1.1规定了不进行枚举的电源，例如墙上适配器电

源和汽车适配器，不需要数字通信即可启动充电。DCP可提供高达1.5A

电流，通过短路D+和D-进行识别，从而能够设计DCP“墙上适配器电源”，

采用USB mini或微型插孔，而非圆形插头或自制连接器的固定安装线。

这样的适配器可采用任意USB电缆(配备正确插头)进行充电。

无电电池充电机制

无电电池充电机制Dead Battery Provision(以下简称DBP)在BC1.1规范中是一个独立的章节，DBP针对一个装有无电或低电量电池的PD插入到Standard Downstream Port的情况进行了新的规范，它实际上是对USB2.0规范的扩展，确保BC1.1规范向下兼容USB2.0规范。

USB2.0规范要求USB外设在未连接HOST时，从VBUS吸取的电流不能超过2.5mA。但有一些PD在启动时的数秒钟内需要消耗100mA以上的电流，如果这些便携设备自身的电池电量不足或彻底没电时，它将从VBUS上获取这些电流。因此，当这样的设备插入到USB端口时，可能无法启动;更多情况是，由于多数HOST或者HUB并不限制设备消耗的电流，因此设备将以大电流启动，虽然他们也可以正常工作，但是这将导致USB系统的不稳定，同时这些设备也不能通过USB兼容认证测试。

DBP就是针对这种情况，有条件地放宽了USB2.0的要求。DBP规定，使用电池的便携式USB设备在插入(Attach)到USB端口到和主机连接(Connect)这一时间段内，最多可以从VBUS获取100mA的电流(USB2.0标准是2.5mA)，但是要满足下列条件：

● PD安装的电池应该处于无电或低电量的状态，即PD使用这样的电池将不能开机;

● 当PD插入到USB端口以后并需要开始获取大于2.5mA的电流时，PD须将D+拉高至

0.5-0.7V,并一直保持到和主机连接(Connect);

● 这些从VBUS获取的电流应该用于PD给电池充电，从而使得PD最终能够连接(Conn ect)和枚举(Enumerate);

● 这个以大于2.5mA电流充电的过程不得超过45分钟。