Mohamed Ismail (Maxim Integrated)
Folosind integrate chips-uri detector de încărcare devine universală componentă conector USB pentru dispozitive portabile. caietul de sarcini de conformitate BC1.2 (BC1.2 - încărcare a bateriei Revizie 1.2 - specificații baterie încărcător versiunea 1.2) asigură claritatea și ușurința tehnologiei de punere în aplicare. Abundența de caracteristici ale circuitelor integrate taxa detector le face extrem de atractiv în dezvoltarea de electronice portabile. Compania Maxim integrat oferă un încărcător de detectoare MAX14576 / MAX14636 / MAX14637 feature-bogat și MAX14656.
Detectorul și BC1.2 porturi încărcător
De ce standardele comisiilor și guvernul a ales să unifice conectorul USB și protocoalele stabilite în BC1.2? Crearea unui standard comun va asigura compatibilitatea, performanțe optime, securitatea oricărui dispozitiv prin USB. Caietul de sarcini precizează cât de mult puterea poate trece orice port, și indică, de asemenea, un mod rațional pentru a determina cantitatea de energie transferată la dispozitive portabile. Astfel, dezvoltatorul oricărui echipament portabil poate asigura compatibilitatea cu cel mai mare număr posibil de USB. Producătorii vor ști cum să folosească cele mai bune USB, și pot prezice valorile de tensiune și curent, atașate la USB. Având în vedere aceste date, este posibil să se proiecteze fără riscul de a suprasarcinilor electrice. În cele din urmă, creșterea valorii curentului de încărcare este utilizată de aparat, reduce considerabil timpul necesar pentru procesul de încărcare. Prin urmare, detectorul încărcător - o caracteristică importantă care ar trebui să fie încorporată în toate încărcați dispozitivul folosind portul USB.
Înainte de a discuta protocolul de descoperire a dispozitivelor, este important să se cunoască diferențele dintre specificațiile USB existente. Cele mai frecvente specificațiile USB 2.0 suportă curentul de încărcare este mai mică de 500 mA. VS1.2 specifică trei tipuri diferite de porturi: un port standard pentru un schimb (SDP - portul aval standard), un port dedicat pentru încărcare (DCP - dedicat portul de încărcare) și portul de schimb și de încărcare (CDP - portul de încărcare în aval).
PSD - clasic USB-port. În plus față de comunicație USB furnizează 100 mA la dispozitivele periferice conectate, curentul poate fi crescută la 500 mA. Majoritatea porturilor, de regulă, nu au această limită de curent și curenți mari nu sunt garantate. DCP nu acceptă schimbul de date, dar oferă un curent de încărcare de 500 mA, fără port de recunoaștere. CDP suportă USB de comunicare și de încărcare ridicată de curent; circuit interior este prezent, care comută pas încărcătorul determinant. Unii producători de electronice au dezvoltat propriile strategii pentru a identifica încărcătorul în plus față de tip port USB specificat în caietul de sarcini. Variațiile în aceste scheme de a adăuga un alt strat de încărcător tehnologie de detectare, care nu pot fi trecute cu vederea.
Procesul de determinare a încărcătorului
Procesul de determinare a dispozitivului de încărcare conform specificație BC1.2, constă în cinci etape de bază:
Fig. 1. Contactați conectorul USB și detectarea
conexiune de date
Pentru a efectua dispozitiv periferic DCD trebuie să se conecteze valoarea sursa de curent la 7 la 13 uA (tensiune de referință 3.3 V) la D + și tensiunea de comandă. Acest interval de curent este selectat astfel încât să mențină un nivel de tensiune dorit pentru elementele logice, toate cu o toleranță de valori de rezistență specificate în caietul de sarcini. Când D + nu este conectat, tensiunea va avea un nivel logic ridicat. În cazul în care este conectat, apoi la D + va citi nivelul scăzut de logica, în ciuda tipul portului. În cazul în care conexiunea la contactele de date nu a fost pierdut după un interval de timp o secundă, dispozitivul țintă presupune că DCD a avut loc.
- Determinarea primară a încărcătorului. În această etapă finală dispozitiv distinge tipuri de porturi, cu un curent de încărcare de 500 mA (CDP și DCP) sau mai puțin de 500 mA (SDP). După oprirea sursei DCD dispozitivul țintă fază curent se conectează la sursa de tensiune de 0.5 la 0.7 V la D + și livrările curente 25-175 uA la D-. Dacă DCP executat în prezent sau un mod CDP, apare la nivelul D de 0,5 până la 0.7 la V. Dacă SDP, tensiunea pe D- redus la zero. dispozitiv final comparatori D- compară tensiunea cu un nivel între 0,25 și 0,4 V. Dacă tensiunea este mai mare de 0,4 V. D, dar mai mic decât nivelul logic scăzut de 0,8 V, dispozitivul finală concluzionează că conține port de încărcător.
- Re-determinarea încărcătorului. După oprirea sursei de tensiune și curent din etapa anterioară dispozitivului final trebuie să se facă distincția între CDP de DCP. Pentru a atinge acest obiectiv, testul anterior, în ordine inversă. Aceasta este, D se conectează sursa de tensiune de 0,5 ... 0,7 V și D + 50 este alimentat cu energie uA. Dacă se efectuează modul DCP, atunci D + va fi o tensiune de testare de 0.5-0.7 V. Dacă CDP, tensiunea pe D + este zero.
- CDP: limitarea curentului de încărcare. Deoarece CDP sprijină schimbul de date, iar curentul de mare de încărcare, acesta din urmă ar trebui să fie observat nici o diferență. Din cauza valorii mari a curentului care curge în-cablul USB, diferența dintre sol și dispozitivul conectat la sol gazdă ar trebui să fie limitată la nu mai mult de 375 mV compensate nivel admisibil.
Procedurile de circuit logic pentru determinarea încărcătorului este prezentat în figura 2.
Fig. 2. O procedură generalizată pentru determinarea dispozitivului de încărcare, în conformitate cu specificația BC1.2
Încărcătoarele nu sunt compatibile cu VS1.2 diferă de la furnizor la furnizor. Multe dispozitive de încărcare de proprietate se identifică dispozitivul țintă printr-un divizor rezistiv nivel de tensiune derivată între VBus de autobuz și masă. În funcție de abaterea de nivel, schema de detectare încărcătorul dorit poate fi adăugat circuitul de sensibilitate pentru detectarea nivelurilor de tensiune pe D + și D- și astfel devine posibilă identificarea caietul de sarcini diferite producătorului bateriei.
încărcător tehnologie de detectare
Sistemul integrat de detectare a circuitului USB-încărcător - acesta este un cip care implementează multe dintre caracteristicile și subtilitățile asociate cu definiția încărcătorului în conformitate cu VS1.2 caietul de sarcini. De asemenea, este posibil să se pună în aplicare o schemă pentru a determina elementele discrete. Cu toate acestea, numărul de componente, spațiu de bord și timpul petrecut pe crearea unui sistem discret, creste in mod dramatic.
Adăugarea unui cip special pentru a determina dispozitivul de încărcare necesită spațiu suplimentar pe PCB, astfel încât producătorii combină adesea alte funcții necesare sau dorite în aceeași carcasă. În consecință, gradul încărcătorul de determinare cip mai mare de integrare are multe caracteristici suplimentare, cum ar fi integrate chei pentru USB sau UART / audio, interfețe de control seriale, de protecție la supratensiune (OVP - protecție la supratensiune), suportul USB OTG, posibilitatea de încărcare Li + baterie sau chiar capacitatea de enumerare USB.
Dezvoltatorii detector preia încărcătorul, care poate fi instalat într-un produs existent, cu un minim de componente suplimentare și spațiu de bord, ar trebui să fie interesat de o familie de circuite integrate MAX14576 / MAX14636 / MAX14637. Această clasă de încărcătoare detector este alimentat direct de la magistrala USB VBUS. astfel încât nu este nevoie de a organiza o sursă de alimentare suplimentară. Detectoarele sunt echipate cu un comutator SPST intern, care sunt deschise atunci când un încărcător de determinare, și a închis atunci când transferul de date prin USB. Fiecare dispozitiv are porturi de intrare / ieșire cu colector deschis pentru a indica starea de încărcare a autorizației sau de transmitere a datelor. Unele versiuni ale încărcătorului detectorului sunt compatibile cu Apple® de încărcare detector de port, în plus față de specificația BC1.2. Figura 3 prezintă un exemplu al unui circuit de detecție care procesează un protocol de detecție. Pentru un astfel de sistem necesită mai puțin CPU de bază, și nu este nevoie de schimbări majore în cadrul proiectului existent.
Fig. 3. Schema de conectare a MAX14636 detector de încărcare
Acest circuit detector universal încărcător detectează automat diferența între porturile compatibile BC1.2 și sprijină definiția încărcătoarele Apple compatibile (adică 500 mA, 1 A, 2.1 A). Aceste dispozitive sunt integrate DPDT-switch-uri, care permit utilizarea de autobuz D + și D- pentru partajarea o ieșire-emițător-receptor audio USB de mare viteză și chiar UART interne. Utilizarea I2C-interfață, procesor încorporat citește încărcătorul, și reconfigurează cheile interne este conectat în modul corespunzător. De exemplu, ia în considerare un singur detector cu built-in OVP încărcător pe VBUS autobuz, cu protecție la descărcări electrostatice de pe linia de date și scaunul 1,65h1,65 mm. Acest cip va adăuga o singură cerere de flexibilitate de port cu sisteme de dimensiuni limitate.
Perspectivele pentru dispozitive electronice portabile
Tehnologia de detectare, mai degrabă încărcător universal, deoarece funcția principală a încărcătorului detectorului poate fi utilizat împreună cu alte caracteristici pentru a atinge un grad ridicat de integrare în dezvoltarea echipamentelor electronice portabile. Alte soluții se combină într-un singur corp controler detector de încărcător de încărcare baterii Li +. Unele combină un detector și USB încărcător ustoroystva samonumeratsiyu. Astăzi cip nou încărcător monitorizează în mod automat detectoarele cicluri de încărcare a bateriei, în conformitate cu BC1.2, în loc de descărcare suplimentare procesor încorporat cu o aliniere manuala din totalul curentului care curge în caietul de sarcini pentru un anumit interval de timp.
Atunci când încărcătorul detector de funcții combinate și de control de încărcare a bateriei se obține cheia inteligentă. Această tehnologie permite comutarea automată între baterie și încărcătorul atunci când procesul de încărcare. Prin urmare, unele detectoare de chips-uri încărcător poate oferi atât de încărcare a bateriei și curentul de sarcină maximă. Dispozitivele care suportă aceste caracteristici sunt de asemenea prevăzute cu un curent de control al temperaturii de protecție împotriva temperaturilor ridicate periculoase rezultate din încărcarea simultană și furnizează curentul de sarcină. Prin integrarea detectorului și încărcătorul bateriei, dezvoltatorul sistemului se poate concentra mai mult pe utilizarea finală a produsului, și mai puține griji cu privire la problemele legate de procesul de încărcare.
Între timp, caietul de sarcini USB BC1.2 continuă să conducă industria electronică, oferind un standard pe care se poate baza producători. Un mare număr de încărcătoare compatibile BC1.2 sunt disponibile acum, iar volumul de-a lungul timpului va crește. Acest fapt face ca utilizarea conectorului USB în dispozitiv portabil, o opțiune atractivă. Când utilizați cip conector încărcător de detectare USB de pe dispozitivul portabil devine o componentă universală. caietul de sarcini Respectarea BC1.2 susține claritatea și ușurința punerii în aplicare a tehnologiei. În dezvoltarea unui detector de produse utilizare cip încărcător compact și portabil vă permite să crească gradul de integrare printr-o listă extinsă de funcții conexe.
literatură
