Який ідеальний спосіб обробляти дані D + та D- на USB-адаптері живлення, щоб бути сумісним із швидкою зарядкою на пристроях?

Я виявив, що багато настінні зарядні пристрої USB використовують резистивний дільник напруги для встановлення D + та D-штифтів на конкретну напругу, як правило, від 2 до 3 вольт. Інші настінні зарядні пристрої USB коротко тримають штифти D + та D разом із жодним іншим. З мого досвіду, деякі пристрої не прийматимуть зарядних пристроїв вище 500 мА на зарядних пристроях, використовуючи роздільники напруги, але заряджатимуть до їх максимального вводу на зарядному пристрої, якщо штифти даних будуть коротшими. Я читав речі, які дозволяють припустити, що навпаки може бути і правдою, але не зміг цього перевірити. Я сподіваюся розібратися, який метод забезпечує найкращу сумісність з усіма пристроями USB.

Який ідеальний спосіб обробляти дані D + та D- на USB-адаптері живлення, щоб бути сумісним із швидкою зарядкою на пристроях? ... Я сподіваюся розібратися, який метод забезпечує найкращу сумісність із усіма USB-пристроями.

З практичних цілей неможливо зробити справді універсальний зарядний пристрій, використовуючи будь-яку комбінацію незмінних шортів або резисторів на зарядному пристрої USB або на лініях даних цільового пристрою, оскількиви змагаєтесь з виробниками, які намагаються перешкодити вам робити саме те, що ви намагаєтеся зробити. Наприклад, Apple реалізує ряд схем управління зарядкою, використовуючи різні комбінації резисторних подільників, влаштованих так, що лише «узгоджене» джерело живлення та цільове обладнання працюватимуть разом. Хоча можна висунути аргументи про те, що такі механізми дозволяють забезпечити оптимальну продуктивність зарядки, але не очевидно, як це стосується літій-іонних / літієвих полімерних акумуляторів, і більш, ніж достатній ступінь контролю зарядки може бути і досягнуто багатьма іншими виробниками без використання такі прийоми. Нижче наведено приклад однієї такої композиції Apple.

Однак, йдучи слідами інших, хто вже досліджував цю область, можна досягти досить хорошого компромісу.

Багато виробників не публікують специфікацій своїх спеціальних домовленостей, і найкраще, що ви можете зробити, - або самостійно проаналізувати їхню продукцію, або навчитися у тих, хто це вже зробив, і хто люб’язно надає свої знання.

Одним із таких джерел є документація на USB-зарядний пристрій Mintyboost фруктів Lady ADA / ADA.
Це скоріше сага, ніж підручник !!! :-). Ви можете почати в кінці і повернутися до пошуку, як остання версія використовує те, що вони знають, щоб досягти максимальної сумісності старту на ранніх рахунках та слідувати їх шляху розвитку. Обидва підходи дійсні залежно від того, наскільки ви хочете знати.

Домашня сторінка Mint Boost
Огляд
Пройти проектний процес - цінність для дизайнерів

Тут таємниці зарядки пристроїв Apple розповідають про, ну, таємниці зарядки пристроїв Apple - та ще якийсь корисний матеріал.

Тьфу / вау! - одне розташування резисторів Apple. Це з офіційного зарядного пристрою iPhone 3GS:

Ось їх список сумісності версії 2, на який варто ознайомитись, якщо ви намагаєтесь знайти універсальне рішення, оскільки в ньому перераховано ряд прикладів, коли стандартне зарядне обладнання НЕ працює, але де "злом кабелю" дозволяє йому працювати повністю або частково.

наприклад, вище перелічено вас на особливі випадки, такі як "хакерство" серії Samsung D тут або модифікації RAZR V3 тут

Ось список результатів за допомогою версії 3 Minty Boost з набором мобільних телефонів
Якщо ви емулюєте їх інтерфейс, ви зможете досягти подібної сумісності.

____________________________________

Оновлення - кінець 2016 року:

USB-виділені контролери зарядних портів:

Користувач SE florisla відзначив існування «нових» ІМС, спрямованих на надання можливостей USB-портів для зарядки. Як приклад він зазначає TI
"TPS2513A-Q1, TPS2514A-Q1 USB, виділений контролер порту зарядки"

Найкращий спосіб узагальнення його можливостей - перегляд резюме, наведеного на його інформаційному листі - див. Нижче:

Я знайшов, що ця сторінка чітко відповідає на ваше запитання. Цитую відповідні частини нижче.

BC1.2 окреслює три різних типи USB-порту та два ключових монітора. Порт "зарядки" - це той, який подає струми вище 500 мА. Порт "низхідній лінії" сигналізує дані відповідно до USB 2.0. Специфікація BC1.2 також встановлює, як повинен виглядати кожен порт для кінцевого пристрою, і протокол для визначення типу порту. Три типи портів USB BC1.2 - це SDP, DCP та CDP (див. Малюнок 1):

1. Стандартний низхідний порт (SDP) Цей порт оснащений резисторами 15 кОм як на D +, так і на D-лініях. Межі струму - це ті, що обговорювалися вище: 2,5 мА при підвісі, 100 мА при підключенні та 500 мА при підключенні та налаштовані на більшу потужність.
2. Виділений зарядний порт (DCP) Цей порт не підтримує передачу даних, але здатний подавати струми заряду понад 1,5 А. Він містить короткий проміжок між D + та D-лініями. Цей тип порту дозволяє використовувати настінні зарядні пристрої та автомобільні зарядні пристрої з високим рівнем заряду, не потребуючи перерахування.
3. Порт низхідного потоку (CDP) Цей порт дозволяє здійснювати як заряджання високої струму, так і передачу даних, повністю сумісну з USB 2.0. Він має резистори 15kΩ, що необхідні для зв'язку D + і D-, а також має внутрішню схему, яка вмикається під час фази виявлення зарядного пристрою. Ця внутрішня схема дозволяє портативному пристрою відрізняти CDP від ​​інших типів портів.

Навіть із наявними специфікаціями BC1.2 деякі виробники електроніки розробляють спеціальні протоколи для своїх спеціальних зарядних пристроїв. Якщо ви приєднаєте один із своїх пристроїв до повністю сумісного порту зарядки BC1.2, ви все одно можете отримати повідомлення про помилку: "Зарядка не підтримується цим аксесуаром". Незважаючи на це повідомлення, ці пристрої все ще можуть заряджатися, але струми заряду можуть бути надзвичайно малі. На щастя, майже всі ці фірмові спеціальні зарядні пристрої ідентифікують себе за допомогою рівня постійного струму, встановленого на лінії D + і D-, резистором-роздільником між 5 В і землею

Доданий коментар:
Можна врахувати, що рівень сигналу даних становить 0,0–0,3 В для логічного низького та 2,8–3,6 В для логічного високого. Без мережі, що ділить напругу, на два коротких штифти даних, напруга на них вільно плаває. Незважаючи на те, що кручені дроти даних забезпечують деякий захист від бродячих електромагнітних сигналів, вони все ще можуть потенційно викликати непередбачувані напруги на лінії. З іншого боку, мережа, що ділить напругу, затискає напругу при безпечних 2,5 В.

Щоб отримати детальнішу інформацію, перегляньте сторінку, яку я знайшов, або перегляньте PDF-файл USB.org, що описує специфікацію заряджання USB-батареї BC 1.2

Оновлення 2017 року:

Немає ідеального способу обробки штифтів USB для забезпечення сумісності та «швидкої зарядки». Тут може бути багато різних зарядних пристроїв, а також багато USB-пристроїв / телефонів / планшетів, які потребують зарядки. Історично було два підходи:

1. Пристрій - це «розумний пристрій». Він намагається виявити різні підписи порту, до якого він підключений, і вибирає належний режим зарядки для себе. Пристрій, очевидно, робить це послідовно, і потрібен час, щоб проникнути через тайм-аути.

2. Порт зарядки - це розумний порт. Ця ідея була реалізована в деяких TI-чіпах та SMSC / Microchip-хабах. Ідеєю порту зарядки є / полягало в тому, щоб стверджувати різні підписи портів зарядки (Apple 2 / 2.7V, Sony, послідовності за BC1.1, BC1.2 або спеціальний зарядний пристрій / стандарт Китаю тощо) по черзі. Знову ж таки, оскільки не було надійного відгуку про те, що підпис зарядного пристрою є правильним для певного пристрою (крім вимірювання поданого / споживаного струму), послідовність займає багато часу, потребує відключення VBUS, Більше того, акумулятор USB-пристрою може перебувати в декількох різних заряджених станах (мертвий, слабкий, повністю заряджений тощо), споживаний струм не може бути надійним показником нічого, час очікування системи стає неефективним, тому пошук / алгоритм перемикання не може дати нічого хорошого.

Справжня проблема виникає, коли і порт, і пристрій намагаються бути «розумними». Потім все накручується, і всі ставки знімаються.

Характеристики зарядки USB-зарядки 1.2 намагалися накласти обмеження: порт є пасивним, і пристрій ініціює послідовну підпис і вимірює відповідь порту, і лише потім пристрій переходить у режим повного споживання (якщо воно потребує). Межа була VBUS = 5V.

Метод QualComm QC (швидка зарядка) пішов на крок далі і дозволяє підвищити напругу USB за замовчуванням з 5 В до 9, 12, 15 та 20 В. Після того, як пристрій встановить деяку низькочастотну сигнальну послідовність на D + / D-, то він подає сигнал до зарядного пристрою, який рівень напруги він може прийняти, стверджуючи певні поєднання постійного струму напруг на D + і D-провідниках. Це дуже простий метод.

Нові характеристики USB Power Supply забезпечують можливість порту та пристрою бути дійсно розумними. Початкова специфікація вимагала послідовного протоколу через VBUS (щоб це сталося, VBUS повинен бути без важкої ємнісної розв'язки). Ця специфікація тепер відмовилася в PD Rev3.0 з появою роз'єму Type-C, і узгодження між силовими ролями портів і пристроїв (виробників і споживачів) має на увазі через виділений CC-провід (канал зв'язку).

Окрім повних переговорів щодо ПД, кабелі типу С мають мати електронні маркери, невеликі ІМС в одній із перекриттів, які повинні проконсультувати споживачів (мийки) та виробників (джерела) щодо того, наскільки струм може працювати певний кабель. [Всі кабелі USB3.1 CC повинні вбудовувати eMarkers, але я ще не бачив її на відкритому ринку].

На час написання (січень 2017 р.) Кожний відділ електроніки (включаючи Walmart) міг мати приблизно 20% (1 з 5) зарядних пристроїв з функцією QC, а жоден із функцією PD. У мене є відчуття, що ця частка не зміниться.

Підсумовуючи, найбільш сумісний підпис зарядного порту, здається, має китайський стиль, з D + / D - укороченим разом і плаваючим відносно GND та VBUS.