Питание через usb схема: Схемы питания микроконтроллеров от разъёмов COM, USB, PS/2 (5-9В)

Схема питание usb

Как всегда первым делом разобрал, порадовался малому количеству пустых мест вместо элементов вкупе с качественной пайкой и успокоился. Правда на всякий случай зашел в интернет посмотреть, а что это за хаб и есть ли интересные проекты с его участием. Хаб на протяжении лет довольно сносно работал и выполнял свою задачу, потом плавно переместился в коробку для электронного хлама и вполне возможно сгинул бы в итоге вместе с безызвестными переходниками, адаптерами и т. Но произошло у меня в жизни событие, которое заставило-таки меня покопаться в мешках со старым барахлом, найти этот, как оказалось уникальный D-link, и стряхнув пыль извлечь его на божий свет. Если интересно послушать зачем — добро пожаловать под cut. Найболее часто встречается необходимость управления портом при работе с GSM-модемами для перезагрузки, например.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Радиомодуль стандарта nanoNET с интерфейсом USB
• Распайка USB
• Распиновка разъёмов USB 2.0
• Имеет ли каждый USB-порт на материнской плате независимую величину силы тока?
• Подключаем питание к USB-концентратору
• Полигон призраков

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 4-портовый USB-хаб с внешним питанием. Полный тест, разборка, ремонт.

Радиомодуль стандарта nanoNET с интерфейсом USB

Проблемы с зарядкой по USB обычно появляются при использовании постороннего не родного зарядного устройства. Гаджет может заряжаться медленно, не полностью, а может и вовсе отказаться заряжаться.

Собственно, этой проблеме и посвящена сия статья. Но сперва я должен высказать несколько важных замечаний касаемо зарядки по USB вообще. К примеру, некоторые планшеты снабжены отдельным круглым гнездом для подключения зарядного устройства ЗУ. Придётся искать ЗУ подходящей мощности. Это связано с тем, что перед тем как позволить себе заряжаться, некоторые мобильные устройства замеряют напряжения на 2 и 3 контактах USB и по этим напряжениям определяет тип зарядного порта. А некоторые — просто проверяют наличие перемычки между контактами 2 и 3 или ещё и контролируют потенциал этой связки.

Если гаджет не рассчитан на подключение к данному типу зарядного порта или тип порта не определён, то зарядное устройство будет отвергнуто. Практическая сторона вопроса заключается в том, чтобы гаджет увидел нужные ему напряжения на контактах 2 и 3, а это обеспечивается подключением различных сопротивлений между контактами USB зарядного устройства.

В конце статьи приводится чертёж различных типов зарядного порта без привязки к моделям гаджетов с указанием напряжений на контактах 2 и 3.

Там же указано, какими сопротивлениями этого можно добиться. А прямо сейчас мы посмотрим, чего ждут определённые модели гаджетов от порта зарядного устройства.

Эту же схему поддерживает планшет Freelander PD10 Typhoon, но кроме этого ему требуется повышенное напряжение заряда, а именно — 5,3 вольта. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус — на 5-й последний. От этого же порта охотно заряжается планшет Freelander PX1. Если вы случайно перепутаете местами Белую и Зеленую жилу, то ничего страшного не произойдет Windows скажет что USB устройство неопознано Просто поменяйте их местами Либо к сгоранию USB разъема в целом на компьютере или в iДевайсе Разъемы состоят из двух склеенных пластиковых половинок Внутри располагается 4-х жильный кабель жилы обычно Красного, Белого, Зеленого и Синего, либо Черного цвета и сам разъем В домашних условиях при наличии инструмента не составляет труда аккуратно вскрыть разъем и произвести пайку. .

После обе половинки склеиваются суперклеем С левой стороны разъема видим 3 контакта друг за другом, и один контакт посередине Итак, слева направо:. Может конечно китайцы на заводе сами перепутали жилы Поэтому совет: перед пайкой прозвоните тестером и убедитесь, что цвет кабелей совпадает с описанным выше!!! После пайки контакты должны звониться соответственно рисунку ниже!!!

Еще совет: каждая жила внутри кабеля — многожильная Чем больше проводков вы сохраните при зачистке кабеля, тем меньше будет глючить iTunes, синхронизация, перенос покупок, резервная копия и рестор Без резистора аппарат заряжается не до полной победы. На рисунке выше показаны отличия обычного кабеля вверху от кабеля OTG внизу. Чтобы перевести телефон в режим OTG, нужно замкнуть контакты 4 и 5.

Вы можете их соединить навсегда, спаяв вместе, или подключить к ним 2 провода, вывести их наружу и подсоединить к микровыключателю. С использованием выключателя можно переключать кабель из обычного состояния в режим OTG, когда это нужно. В этом случае на противоположной стороне кабеля нужно параллельно коннектору Type A Male запаять коннектор Type A Female. Можно также сделать маленький переходник с двумя коннекторами Type A Female, чтобы его можно было подключить на противоположной стороне кабеля.

Если Вы решили замкнуть контакты 4 и 5 постоянно, то нужно на противоположной стороне заменить коннектор Type A Male на коннектор Type A Female, чтобы он подходил для подключения устройства USB. Если Вам повезет, и Вы найдете коннекторы в магазине радиотоваров, то самодельный кабель можно изготовить по цене порядка 1 доллара. Распиновка этих гнёзд приведена ниже. Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через дата-кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты.

Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм:. Отдельная тема — зарядка планшетов. Ведь даже USB 3. После установки перемычки планшет якобы заряжается. В принципе, это выход, если само круглое зарядное гнездо уже раздолбано. Напротив, если круглое гнездо в порядке, но по какой-то причине вам хочется брать питание для заряда именно от USB компьютера или зарядного устройства с таким разъёмом, то можно сделать такой переходник:.

Здесь же приведу сводную схему напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих те или иные напряжения получить. Там, где указано сопротивление Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать те самые Ом. В принципе, если человек это прочитал, то даже пусть он не понял всех деталей это и не обязательно , то как минимум, у него должно наступить понимание того, что проблема в отсутствии зарядки либо же медленной зарядки, либо же в настолько медленной, что гаджет разряжается быстрее, чем заряжается , может быть вызвана следующими причинами:.

Блок питания зарядки выдает слишком маленькую мощность. У некоторых производителей этот 5-й контакт также задействован для идентификации зарядки. Здесь чаще это спрятано внутри провода питания. Поэтому, например, в случае использования автомобильной зарядки, выгоднее использовать максимально короткий провод от зарядки к гаджету. Увидел вопрос — почему смартфон Samsung от родной зарядки заряжается значительно быстрее, чем от неродной, хотя параметры на них написаны одинаковые: 5 В, 2,1 А?

Краткий ответ: потому что неродная не заточена спаявшим её китайцем на информирование смартфона о своих параметрах. Исторически USB придумали во времена, когда смартфонов ещё не было, телефоны заряжались каждый от своего собственного фирменного зарядника, а с компьютером соединялись либо по дико медленному и неудобному инфракрасному порту, либо через фирменный кабель в COM-порт позже, когда появились USB-кабели, долгое время они просто имели внутри микросхему транслятора USB-RS Впрочем, чаще всего телефоны тогда с компьютером вообще не соединялись, да.

Соответственно, правила подключения нагрузки к USB исходили из того, что эта нагрузка потребляет мощность для какой-то своей текущей, сиюминутной деятельности. То есть, как только её отключили — эта деятельность прекратилась; ни о какой зарядке аккумуляторов речи не шло. В результате, согласно спецификациям USB, подключение устройства должно происходить так:. После активации шины обнаружения хостом устройства и начала обмена данными устройство имеет право потреблять до мА.

Далее устройство должно выполнить инициализацию и передать хосту своё описание, в частности, дескриптор bMaxPower, в котором указано, сколько устройство хочет потреблять. Далее устройство имеет право потреблять от хоста некоторую мощность только в случае, если хост такое потребление подтвердил.

В спецификациях USB прописалось число мА. Потом появились смартфоны, телефоны, плееры, планшеты и чёрт в ступе с разъёмом USB, от которого всё это многообразие логично было и заряжать. Для зарядки нам не надо в общем-то ничего, кроме напряжения, поэтому далее появились блоки питания с разъёмом USB, такую зарядку обеспечивающие. Но тут возникла проблема: как устройство поймёт, что оно подключено к блоку питания?

Просто по наличию напряжения — нельзя: тогда оно будет считать таким же блоком питания и порт USB в компьютере, и будет потреблять от него свои мА, даже не получив на это разрешения понятно, что на практике многие устройства так и делали, но вообще-то это — нарушение спецификаций USB.

Вставлять в каждый зарядник микроконтроллер, который будет проводить полную инициализацию подключённого устройства? И если видит ЗУ — то врубает зарядку без раздумий, если видит хост — начинает процедуру инициализации. Поэтому разные производители делали это по-разному. Мощности устройств и ёмкости их аккумуляторов росли, соответственно, зарядка током мА стала занимать всё больше времени.

Ток захотелось поднять. Но, опять же, как устройство будет понимать, что от этого ЗУ можно брать больше мА? Потому что если не будет — то оно просто будет перегружать вплоть до выхода из строя все ЗУ, рассчитанные на мА максимум а таковых в тот момент было подавляющее большинство. Ну и так далее, и тому подобное. К сожалению, никакого общепринятого стандарта на способ кодирования нагрузочной способности ЗУ не существует по сию пору. Из этого следует, что у разных производителей способы кодирования отличаются, и техника одного производителя может не понимать ЗУ другого.

В лёгком и наиболее частом случае устройство, не опознавшее мощность ЗУ, просто будет заряжаться от него в безопасном режиме — мА, и время зарядки значительно увеличится по сравнению с родным ЗУ, которое опознаётся правильно. В тяжёлом случае устройство вообще не поймёт, что перед ним ЗУ, и будет пытаться инициализировать порт так, как будто оно воткнуто в полноценный USB-хост так как ему никто не ответит — зарядка просто не пойдёт.

В смешном случае устройство решит, что ваше ЗУ способно на большее, чем оно способно на самом деле, и либо убьёт его, либо вгонит в защиту.

Соответственно, если вы покупаете либо родное ЗУ, либо ЗУ пристойного производителя, официально заявленное как совместимое с вашим смартфоном плеером, планшетом, Tesla Model S или что у вас там будет заряжаться , то вы получаете гарантированную зарядку на той скорости, которую физически может позволить ЗУ и устройство.

Если вы покупаете ЗУ, предназначенное для другого устройства, или китайское изделие, предназначенное неизвестно для чего, то во многих случаях вы получаете зарядку током мА независимо от того, что написано на этикетке ЗУ. Короткий вывод: хотите гарантированной работы — покупайте аксессуары, для которых работа гарантируется!

К сожалению, хотя он официально разрешает порты зарядки с током до 1,5 А, в объективной реальности он мало что меняет. Зарядка либо сгорит, либо выключится. В результате производителям и устройств, и зарядок пока что нет никакого резона переходить на стандарт USB Battery Charging — удобнее для всех, включая пользователей, спокойно соблюдать статус кво. С яблоками надо аккуратнее быть. Купил я как-то по запросу друзей китайских кабелей им. Так во первых кабели эти померли все за год.

Во вторых утащили за собой аккумуляторы устройств. Других причин умирания акумов в двух в разное время и место купленных айфонах у разных людей мы не придумали.

Оба держать стали минут по полчаса. Не думаю :. Это называется не аккумуляторы, а подгоревшие контакты или контроллер питания, стар или как его там. Возможно, схема для айфона невалидна уже, так как по собранному варианту 6S всё равно крякает, что ему подсунули не то зарядное not supported.

Распайка USB

Посетители ресурса часто просят разместить схему распайки переходника с ЮЗБ на ком — распайка переходника usb — to — com, или как это я делал лично несколько лет назад — ищут ноутбук c rs портом gjhnjv com — по сколько-нибудь адекватной цене. Здесь скажу так: ручная пайка переходника c USB на com rs не целесообразна. Как с точки зрения себестоимости, так и затраченного времени. В Интернете в свободном доступе несколько принципиальных схем таких переходников. Но по себестоимости деталей, необходимости свободного чтения схем — обозначений, а в состав печатной платы нормального переходника входит порядка сотни таких элементов. И просто опыта работы с паяльником…. Стоит так же сказать что, как правило, самодельные конструкции переходники с юзби на ком — схемы распайки usb на rs получаются достаточно громоздкие в раза большими по объему, чем продающие в магазине.

Схема оптимизированной защиты USB порта Схема оптимизированной Для защиты линии питания нет смысла использовать ограничитель ЭСР.

Распиновка разъёмов USB 2.0

Проблемы с зарядкой по USB обычно появляются при использовании постороннего не родного зарядного устройства. Гаджет может заряжаться медленно, не полностью, а может и вовсе отказаться заряжаться. Собственно, этой проблеме и посвящена сия статья. Но сперва я должен высказать несколько важных замечаний касаемо зарядки по USB вообще. К примеру, некоторые планшеты снабжены отдельным круглым гнездом для подключения зарядного устройства ЗУ. Придётся искать ЗУ подходящей мощности. Это связано с тем, что перед тем как позволить себе заряжаться, некоторые мобильные устройства замеряют напряжения на 2 и 3 контактах USB и по этим напряжениям определяет тип зарядного порта. А некоторые — просто проверяют наличие перемычки между контактами 2 и 3 или ещё и контролируют потенциал этой связки. Если гаджет не рассчитан на подключение к данному типу зарядного порта или тип порта не определён, то зарядное устройство будет отвергнуто.

Имеет ли каждый USB-порт на материнской плате независимую величину силы тока?

Правда до единого стандарта пока далеко и каждая фирма старается сделать распиновку по-своему. Наверное чтоб покупали зарядное именно у неё. Хорошо хоть сам ЮСБ штекер и гнездо сделали стандартным, а также напряжение питания 5 вольт. Так что имея любое зарядное-адаптер, можно теоретически зарядить любой смартфон.

Есть проблема с питанием 3G модема, через длинный кабель модем стабильно отваливается от роутера, поэтому нужно дополнительное питание.

Подключаем питание к USB-концентратору

Ремонт: Ноутбуков, Компьютеров Виртуальная лаборатория ремонта. Совместно решаема любая проблема. FAQ Личный раздел. Предыдущее посещение: менее минуты назад Текущее время: 11 окт , Правила форума Посмотреть правила форума. Добавлено: 24 апр ,

Полигон призраков

Если компьютер отказывается реагировать на USB-устройство, попробуйте эти способы. Не поможет один — переходите к следующему. Выключите компьютер и посмотрите, нет ли грязи и пыли внутри порта. Это особенно актуально для настольных ПК, в которых часть или даже все порты располагаются сзади. Пыль также может препятствовать току воздуха и, как следствие, снижать производительность.

Если не работают USB-порты, в первую очередь перезагрузите введите и выберите «Изменение схемы управления питанием».

Сегодня не редкость встретить USB-устройство, питающееся от шины, которое потребляет более чем … мА. USB-адаптер представляет собой импульсный блок питания с USB-разъемом, упакованный в легкий и компактный корпус-вилку, который удобно носить с собой и легко устанавливать в любую евророзетку. Внешний вид USB-адаптера для зарядки гаджетов.

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца ноябрь и декабрь года , в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины? Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs. Амбициозная цель компании MediaTek — сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик — порог входа очень низкий. Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге?

Если схеме, которая питается от USB, нужно тока побольше то сопротивление необходимо поменьше в этом случае 10 Ом лучший вариант. Светодиоду лампочке много тока не надо и даже вредно, от большого тока он может перегореть поэтому ставиться Ом, но опять же не обязательно можно больше можно меньше, но меньше Ом лучше не ставить если светиться нормально.

USB англ. Получил широчайшее распространение и фактически стал основным интерфейсом подключения периферии к бытовой цифровой технике. Интерфейс позволяет не только обмениваться данными, но и обеспечивать электропитание периферийного устройства. Сетевая архитектура позволяет подключать большое количество периферии даже к устройству с одним разъёмом USB. В процессе развития выработано несколько версий спецификаций.

В настоящее время компьютер на столе у радиолюбителя является такой же обязательной вещью, как паяльник, тестер и пинцет. Напрашивается идея — использовать энергетические ресурсы компьютера для питания МК и узлов, которые он обслуживает. Доступ к питающим напряжениям — через компьютерные разъёмы. Чтобы не повредить компьютер, рекомендуется повсеместно устанавливать защитные предохранители — обычные или самовосстанавливающиеся Табл.

Методы питания в соответствии с новой спецификацией USB4. Фьонн Ширин (Fionn Sheerin), Microchip Technology

Введение

Благодаря принятию отраслью стандартов USB PD (Power Delivery) положение дел с зарядкой упростилась, и при должной реализации USB4 эта тенденция усилится. Обеспечение наилучшей зарядки в разных вариантах использования разъемов USB зависит от нескольких проектных решений. Основная цель разработки стандарта USB4 – удвоить скорость передачи данных по сравнению с USB 3.2, доведя ее до 40 Гбит/с, и обеспечить поддержку протокола Thunderbolt компании Intel. USB4 будет использовать исключительно USB Type-C – порт овальной формы, известный тем, что благодаря его симметричности разъем кабеля может подключаться в любом положении.

Хотя подключение кабеля станет проще, технология зарядки для портов USB4 теперь должна отвечать требованиям USB PD, что усложняет решение. Спецификации USB предыдущего поколения, использовавшие порт Type-C, допускали при необходимости поддержку PD, тогда как стандарт USB4 требует этого в обязательном порядке.

Требования к передаче питания согласно USB4

Спецификация Power Deliveryпредусматривает использование новых сообщений для обнаружения устройств и перехода в режим USB4, но схемы питания остались прежними. Для обнаружения и согласования питания и передаваемых данных на одной из линий канала конфигурации (CC) интерфейса USB Type-C для хоста и устройства устанавливается однопроводная 300-кГц шина (см. рис. 1).

Рис. 1. Форм-факторы разъема USB-кабеля

На другую линию CC возложена функция VCONN – выделенного источника питания для электронного маркера (идентификационная схема внутри USB-кабеля). Питание между USB-портами передается по отдельному ряду проводников внутри разъема с маркировкой VBUS (см. рис. 2).

Рис. 2. Изменение возможностей передачи питания по USB с течением времени.

При соединении двух PD-устройств они используют провод CC для обнаружения друг друга, определяют значения напряжения, мощности для каждого уровня напряжения и то, какое устройство должно осуществлять подачу энергии, а какое – ее потреблять. Кроме того, устанавливается величина требуемой мощности, после чего она поступает на VBUS. Цифровой сигнал связи с частотой 300 кГц также применяется для определения того, что USB-соединение способно поддержать канал USB4. Таким образом, без этой связи реализовать USB4 невозможно. От портов USB4 не требуется подача или прием мощности, превышающей минимальное значение 5 В/900 мA, однако они должны поддерживать связь PD, чтобы функционировать согласно спецификации USB4.

Из истории передачи питания по USB

Чтобы оценить возможности зарядки посредством USB4, полезно иметь представление об истории передачи питания через USB-разъем (см. рис. 2). Изначально интерфейс USB (UniversalSerialBus – универсальная последовательная шина) предназначался для последовательной передачи по кабелю данных и тока до 100 мА. Технические характеристики USB 2.0 были ограничены на уровне 500 мА в линии VBUS, что отвечало требованиям по питанию базовой компьютерной периферии. Стандарты USB 3.0 увеличили предел тока до 900 мА, но для портативных устройств, использующих для передачи данных и питания один разъем, этого было недостаточно. Комитеты USB выпустили спецификации зарядки аккумулятора (batterycharging, BC), последняя версия которых – BC1.2 – вышла в 2010 г. Ток увеличился до 1,5 А (7,5 Вт).

К тому времени многие производители сотовых телефонов перестали соблюдать спецификацию USB. Появился проприетарный общедоступный протокол зарядки, предусматривавший уровни напряжения на линиях D+ и D– (линии передачи данных USB) следующим образом: одна 2-В линия, а другая с напряжением 2,7 В обеспечивают мощность зарядки 10 Вт; при напряжении 2,7 В на обеих линиях передачи данных достигается мощность 12 Вт; 3,3 В на каждой линии обеспечат 20 Вт (что может привести к повреждению устройства при ошибочном подключении). В силу несовместимости этих методов результаты были непредсказуемы. Кроме того, линии передачи данных, используемые для определения уровня зарядки, больше не были доступны для передачи данных. Порт мог быстро передавать файлы либо быстро заряжать устройство, но не был способен выполнять обе функции одновременно. Владельцы «умиравших» во время зарядки телефонов, возможно, использовали порт для передачи данных, обеспечивающий 500 мА в соответствии со спецификациями USB 2.0.

Эта проблема послужила причиной разработки первой спецификации PD, которая представляла собой универсальный стандарт для зарядки при переменном напряжении (более 5 В) с использованием традиционных 4-контактных USB-кабелей. Обеспечение совместимости с предшествующими системами потребовало добавления квитирующего сигнала к самой линии VBUS, но этот трудно реализуемый метод не получил широкого распространения. Вполне возможно, Форум по внедрению USB (USB-IF) предпочел бы, чтобы все поскорее забыли эту спецификацию. Такой подход больше не работает и не поддерживается.

На сегодняшний день существуют версии PD 2.0 и 3.0, а также спецификации программируемого источника питания (PPS). Они появились вместе с портом USB Type-C и дополнительными сигнальными соединениями. Различия между версиями 2 и 3 заключаются, главным образом, в деталях связи по CC. Обе они совместимы с предыдущими реализациями USB (исключая PD, вер. 1), и их использование одинаково. Устройства согласовывают профили зарядки с шагом до 20 мВ (при реализации PPS). Устройства с поддержкой PD могут (но не обязаны) поддерживать передачу мощности до 100 Вт согласно спецификации (5 А при 20 В). Проприетарные схемы для альтернативных профилей зарядки с использованием линий передачи данных в явном виде запрещены, но USB Type-C также допускает упрощенную зарядку при токе 1,5 и 3 A и напряжении 5 В (что определяется резисторами на выводе CC, а не цифровым сигналом). Порты Type-C не требуют PD, но PD требует использования порта Type-C, что и реализуется с помощью USB4 (см. рис. 3).

Рис. 3. Любой USB-кабель может оснащаться интерфейсом USB 2.0 с передачей питания или без нее по кабелю Type-C. Интерфейсам USB3.x требуется кабель с дополнительными высокоскоростными дорожками, с подачей питания или без нее по кабелю Type-C. USB4 имеется только при использовании соединения Type-C с поддержкой соединения Power Delivery. Поддержка Power Deliveryобеспечивается только при соединениях Type-C, но PD не требует передачи данных

USB4 использует PD-связь для включения режима USB4.

Хотя новые устройства будут отвечать требованиям новых усовершенствованных спецификаций, сложности зарядки по интерфейсу USB остаются из-за применения всех унаследованных стандартов на старых портах. При этом новый порт USB4 можно подключить к любому из этих портов. Способподключенияпоказанвтаблице.

Таблица 1. Передача питания по USB

Режим	Информация о распознавании	Напряжение (ном. )	Ток (макс.)	Сведения об использовании
USB 2.0	в сигнале данных	5,0 В	500 мА	все еще применяется в портах передачи данных
USB 3.x	в сигнале данных	5,0 В	900 мА	все еще применяется в портах передачи данных
USB BC1.2	D+/D−, до или без передачи данных	5,0 В	1,5 А	наилучшая возможная зарядка на устаревших портах
USB Type-C, ток 1,5 A	резистор на выводе CC	5,0 В	1,5 А
USB Type-C, ток 3,0 A	резистор на выводе CC	5,0 В	3,0 А
USB Power Delivery (PD) Revision 1	24-МГц кодированный сигнал между потребителем и источником по VBUS	до 20 В	до 5 А	устарел и стал недействительным
USB Power Delivery Revision 1 и 3	300-кГц цифровой сигнал по линии СС	до 20 В	до 5 А	включает программируемый источник питания (PPS)

Варианты подключения

Попытка сохранить обратную совместимость с пятью предыдущими поколениями интерфейса усложняет возможные подключения для подачи питания. У пользователей возникает вопрос о том, можно ли обеспечить питание устройств с помощью унаследованных USB-портов и кабелей. К счастью, если исключить из рассмотрения проприетарные спецификации, большую часть подобных случаев можно условно определить несколькими сценариями использования. Хотя зарядка осуществляется во всех случаях, не все устройства могут заряжаться быстро.

Существуют четыре основных варианта использования USB4.

1. Устаревший порт зарядки подключен к устройству USB4 Type-C с помощью переходного кабеля.

2. Зарядное устройство USB4 Type-C подключено к устаревшему порту с помощью переходного кабеля.

3. Порт USB4 Type-C подключен к порту, отличному от типа USB4 Type-C, с помощью кабеля CC, и в линии CC установлен резистивный делитель.

4. Два порта Type-C соединены кабелем CC и взаимодействуют по линии CC; один или оба из них могут быть устройствами USB4.

Что касается стандартов USB, 8-контактный разъем Apple Lightning передает те же сигналы, что и устаревший кабель USB 3. x. Порты USB4, подключаемые с помощью переходных кабелей Type-C/Lightning, при обеспечении питания работают аналогично соединениям с использованием кабелей Type-C/Micro-B или Type-C/Type-A. Ниже приводится краткое описание каждого сценария зарядки.

Устаревший зарядный порт подключен к устройству USB4 с помощью переходного кабеля

Вполне возможно, что устройства с устаревшими портами Type-A и Type-B были созданы до появления спецификаций Type-C (см. рис. 1). В отношении этих портов не действовали и не будут действовать требования по реализации схемы быстрой зарядки. Порт USB 2.0 по умолчанию может подавать зарядный ток 500 мА, а порт USB 3.x – 900 мА. Хорошо то, что большинство новых USB-портов поддерживают BC1.2 и обеспечивают мощность 7,5 Вт. Какой бы тип переходного кабеля ни использовался, устройство USB4 или Type-C, подключенное к устаревшему порту зарядки, не может потреблять более 7,5 Вт, не нарушая требования спецификаций USB.

Зарядный порт USB4 подключен к устаревшему устройству с помощью переходного кабеля

В случаях, когда порт зарядки USB4 подключен к устаревшему устройству, возможно несколько вариантов их использования. Порт USB4 может подавать ток до 1,5 A согласно стандартам BC1.2, а кабель обеспечивает передачу 7,5 Вт. Если USB4 не настроен на реализацию других вариантов питания, предусмотренных спецификацией BC1.2, порт USB4 должен по умолчанию установить ток 500 мА для передачи данных по USB 2.0 или 900 мА для передачи данных по USB 3.х. В результате зарядка через самый современный USB-порт при использовании переходных кабелей может оказаться очень медленной.

Порт USB4 подключен к порту, отличному от типа USB4 Type-C, с помощью резистивных делителей

Если источник или потребитель питания использует резистивные делители Type-C для извещений о допустимой мощности, ее передача определяется именно этим методом. Устройство USB4 не сможет обмениваться данными по линиям CC, но оно будет распознавать подключение, отношение источник/потребитель и ограничение по току (1,5 или 3 А) с помощью источников тока или резисторов, подключенных к линиям CC. Напряжение шины останется на уровне 5 В, а нагрузочное устройство сможет потреблять мощность до 7,5 или 15 Вт. Поскольку устройство знает, что оно не находится в режиме PD, зарядка может оказаться медленной.

Порт Type-C подключен к порту Type-C с PD-коммуникацией

Возможно, это самое функциональное соединение USB4 с точки зрения передачи мощности. Два подключенных устройства определяют допустимую мощность питания до 20 В и 5 А. Частью этого согласования является определение ролей поставщика и потребителя электроэнергии. Имеется возможность подключить двух потребителей электроэнергии, которые не станут передавать электроэнергию (и это допустимый вариант использования для передачи данных между портативными устройствами).

Порты источника питания можно пометить символом батареи, благодаря чему пользователи узнают, какие порты на док-станции или ноутбуке предназначены для подачи питания. В этом случае подающий питание порт должен обеспечивать не менее 1,5 А при 5 В (7,5 Вт, как и BC1.2), чтобы использовать утвержденный логотип зарядки USB-IF. Более высокие уровни мощности не гарантируются даже для порта Type-C со значком зарядки.

Поскольку величина подаваемой мощности находится в диапазоне 7,5–100 Вт, пользователь будет знать, что происходит, если одно из устройств передаст эту информацию (известив об уровне мощности или о быстрой зарядке). Этот сценарий, безусловно, может разочаровать пользователя своей непредсказуемостью, но при хорошо отлаженных уведомлениях и с корректно функционирующими интерфейсами такой вариант имеет шансы стать идеальным решением.

Выводы

Использование USB4 повысит пропускную способность и расширит возможности USB-устройств, но USB 2.0 и USB3.x будут по-прежнему применяться в тех случаях, когда объемы передаваемых данных невелики. Варианты использования мощности будут множиться, но профессиональная разработка устройств и программного обеспечения улучшит пользовательский интерфейс.

Режим	Информация о распознавании	Напряжение (ном. )	Ток (макс.)	Сведения об использовании
USB 2.0	в сигнале данных	5,0 В	500 мА	все еще применяется в портах передачи данных
USB 3.x	в сигнале данных	5,0 В	900 мА	все еще применяется в портах передачи данных
USB BC1.2	D+/D−, до или без передачи данных	5,0 В	1,5 А	наилучшая возможная зарядка на устаревших портах
USB Type-C, ток 1,5 A	резистор на выводе CC	5,0 В	1,5 А
USB Type-C, ток 3,0 A	резистор на выводе CC	5,0 В	3,0 А
USB Power Delivery (PD) Revision 1	24-МГц кодированный сигнал между потребителем и источником по VBUS	до 20 В	до 5 А	устарел и стал недействительным
USB Power Delivery Revision 1 и 3	300-кГц цифровой сигнал по линии СС	до 20 В	до 5 А	включает программируемый источник питания (PPS)

МСА829

MCA829_RU_EK7_60_2020

Блок питания

— питание схемы от USB или LIPO

\$\начало группы\$

У меня есть небольшой хобби-проект, который включает микроконтроллер и некоторые периферийные устройства.
Питается от источника питания 3,3В и потребляет 200мА-800мА до минуты. Тем не менее, большую часть времени он находится в режиме глубокого сна, где потребляет очень мало тока (надеюсь, всего 5 мкА), чтобы он работал дольше при питании от батареи.

Теперь я хотел бы питать свой проект от USB, когда USB подключен, или от одной батареи LIPO, когда USB отключен. Когда USB подключен, я бы хотел, чтобы он питал схему и заряжал LIPO.

Вот высокоуровневая схема, которую я имел в виду:

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

Убедитесь, что при подключении USB LIPO отключен от преобразователя постоянного тока, а при отключении USB зарядное устройство LIPO отключено.

Мои вопросы:

1. Имеет ли смысл моя схема высокого уровня? Любое особое внимание при выборе D1 и D2 ?
2. Больше всего меня беспокоит выбор преобразователя постоянного тока.
   Входное напряжение колеблется от 3 В до 5 В, хотя я, вероятно, могу жить с отключением преобразователя, когда его входное напряжение ниже 3,3 В, поскольку большая часть мощности LIPO потребляется до того, как она упадет ниже.
   Я ищу высокоэффективный преобразователь, который может эффективно работать как с большими, так и с очень низкими токами, чтобы продлить срок службы батареи.
   Будет ли понижающий преобразователь лучшим выбором, чем LDO? Какие параметры следует искать в техпаспорте?

• блок питания
• преобразователь постоянного тока
• маломощный
• липо

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Ваши мысли идут в правильном направлении, но выбор компонентов мог бы быть лучше. Задача зарядки одной литиевой батареи от USB и одновременного питания системной нагрузки настолько распространена в наши дни, что существуют буквально десятки микросхем, предназначенных именно для этой цели.

То, что вы ищете, называется «Путь питания», и это технология, которая позволяет распределять входную мощность между зарядкой и нагрузкой системы, питать систему от батареи при отключении внешнего адаптера и даже повышать внешнее питание от батареи, когда система потребляет больше тока. чем доступно через адаптер/USB.

Обратите внимание, однако, что хотя все они имеют либо LDO, либо переключающий понижающий преобразователь для понижения входного напряжения до напряжения зарядки аккумулятора, у них нет еще одного для 3,3 В. Таким образом, они обычно выдают либо стабилизированное 4,2 В, либо постоянное напряжение элемента. Учитывая максимальную нагрузку вашей системы 800 мА, я бы рекомендовал использовать понижающий преобразователь, а не LDO.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

В целом выглядит разумно.

Что касается D1, все диоды имеют утечку обратного тока (зависит от температуры и обычно в диапазоне микроампер, если вы не говорите о Шоттки, то он значительно выше. Опасность заключается в том, что утечка продолжает (пере)заряжать аккумулятор до тех пор, пока не произойдет что-то плохое. (разрыв, пожар и т. д.)

Существуют устройства на основе полевых МОП-транзисторов, которые намного лучше предотвращают подобные вещи. Обратите внимание, что это потенциальная проблема только в том случае, если USB подключен к нему почти постоянно (батарея в основном используется только для резервного копирования). Я предполагаю, что вы используете один из этих кубиков зарядного устройства USB, так как старые концентраторы по-прежнему придерживаются дизайна ограничения тока USB 500 мА. Более новые — это жеребьевка, но если они не могут зарядить ваш телефон, вероятно, у них есть ограничение в 500 мА.

Термин, который вы хотите использовать для импульсного источника питания, — это режим с пропуском импульсов. Это дает вам приличный текущий диапазон.

В качестве (стартового) примера, Texas Instruments LM2640 или TPS64200 являются примером этой технологии, есть и другие производители (отказ от ответственности: я не имею отношения к какому-либо производителю).

Что касается выбора между LDO и переключением, вам придется принять это решение на основе расчетов активного и спящего времени и т. д. Как правило, чем ближе вход LDO к выходному напряжению, тем эффективнее, и в зависимости от производителя вы можете найти тот, который точно соответствует вашим потребностям, но для обеих технологий вам необходимо оценить потребление тока покоя, эффективность работы и т. д. Я бы сделал ставку на коммутатор.

\$\конечная группа\$

4

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

9Блок питания 0000 — лучший способ получить питание от USB, когда он подключен, и от батареи, когда нет?

Задавать вопрос

спросил
2 года, 6 месяцев назад

Изменено
2 года, 6 месяцев назад

Просмотрено
598 раз

\$\начало группы\$

Я создаю схему, в которой используется перезаряжаемая батарея, а также имеется USB-порт, чтобы ее можно было подключить для зарядки батареи и питания системы.

Я использую повышающе-понижающий преобразователь для питания схемы напряжением 3,3 В. Я хочу, чтобы вход для преобразователя был напряжением батареи, когда он не подключен к USB, но когда он подключен, я хочу, чтобы вход был USB.

Один из способов сделать это, как я думал, заключался в подключении диода с малым падением напряжения последовательно с каждым источником питания. Думаю сработает, но все же какое-то падение напряжения, не самое эффективное.

Еще один способ, который, как я думал, будет с P-канальным полевым транзистором, который отключает напряжение батареи, когда USB 5V находится на входе. Кажется, лучший метод.

Подойдет ли любое из этих решений?
Спасибо

РЕДАКТИРОВАТЬ

Следуя данному совету, похоже, что это решение должно работать:
*Обратите внимание, что символ полевого транзистора P-канала был перерисован с исходного изображения, так что исток находится вверху, а сток внизу

• источник питания
• мультиплексор

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Только что задал подобный вопрос. Одним из ответов было то, что вы предложили в своей первой схеме, но диоды должны быть идеальными, а напряжения должны быть одинаковыми. См. ответ пользователя 比尔盖子.

Решением, которое я выбрал, был готовый мультиплексор источника питания от Pololu:

https://www.pololu.com/product/2596

5 долларов США и делает все, что мне нужно, и может работать с разными напряжениями.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Кроме того, вам понадобится повышающий/понижающий выход на выходе схемы для поддержания постоянного напряжения (LiPo не будет ровно 5 В, поэтому без него ваше Vout будет прыгать). Я также обнаружил, что вам нужно много ограничения на Vout, потому что падение IR от переключения приведет к отключению и / или сбросу цепей.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Первое решение может работать, только если V_BATT ниже 5В.