USB 電源充電小貼士
要對此進行測試,USB-IF測試程序文檔1.3版描述為“USB規(guī)范允許高達10μF硬啟動,其可形成50.0μC的最大浪涌電流值?!?0μC由公式1計算得到:
我們?nèi)绾螌⑵渥優(yōu)殡娏鳂O限呢?安培的單位為庫侖每秒。這就是說在啟動期間,電流極限以上的最大浪涌電流乘以電流極限以上的時間,所得結(jié)果必須小于50μC。如公式2所示:
IIN_AVG代表浪涌電流期間的平均輸入電流。充電器的輸入電流極限必須防止來自USB電源的電流超出50μC。
圖3顯示了在100mA模式下bq2407x的啟動情況。高亮區(qū)域代表允許的過沖充電區(qū)域。bq2407x的輸入電容要求為1μF。這超出了符合輸入電容規(guī)定的程度。輸入電流極限讓設(shè)計人員不必擔心系統(tǒng)的電容值,因為USB電源絕不會出現(xiàn)這種電流。
圖3:輸入電流啟動波形,EN1=EN2=GND,VBAT
bq2407x的輸入電容要求為1μF。硬啟動1μF要求5μC。這種啟動的系統(tǒng)電容為47μF,且不能直接通過USB端口啟動。就輸入電流極限而言,硬啟動系統(tǒng)電容并開始充電都不成問題。輸入電流閾值小于100mA規(guī)范,因此首次啟動以后便不會違反USB100規(guī)范。
弱電池閾值
USB規(guī)范要求在VBUS電源的電流大于2.5mA以前枚舉主機。但是,規(guī)范中有一條關(guān)于零電量、弱電量或無電池情況的規(guī)定。規(guī)定如下:“一個零電量、弱電量或無電池情況的設(shè)備需要在連接后100ms左右的時間提供100mA的電流,以確定它是否可以連接?!盵3]如果設(shè)備不能在100ms時間內(nèi)以100mA啟動,則可能會出現(xiàn)問題。
為了解決這個問題,USB規(guī)范增加了一條電池充電的具體規(guī)定。其規(guī)定“如果便攜式設(shè)備不能以低于100mA的電流上電并連接,該零電量或弱電量電池的設(shè)備則可以使用主機提供的100mA電流首先將其電池充電至其弱電量電池閾值。一旦達到其弱電量電池閾值,立即要求設(shè)備上電并連接?!痹谌蹼娏侩姵亻撝狄陨希僭O(shè)電池足以為主機供電,因此主機開啟。每種應(yīng)用都定義了其自身的弱電量電池閾值。bq2407x的硬件使能以及一個簡單的電壓探測器使得設(shè)計人員能夠輕松地滿足這一要求。圖4顯示的是弱電量電池閾值情況下的一款簡單解決方案。
圖4弱電量電池檢測實施
必須對電壓探測器進行應(yīng)用弱電量電池閾值設(shè)置。例如,TPS3836有數(shù)個有效閾值。另外,為了獲得最大的靈活性,一些電壓探測器提供了可調(diào)節(jié)閾值。就這種應(yīng)用來說,重要的電壓探測器特性是一種有源低電平RESET(VIN
圖5顯示了實施波形。將弱電量電池閾值設(shè)定為3.3V。當插入3.5V電池時,其被識別為一塊狀態(tài)良好的電池,同時EN1和EN2被TPS3836拉為高電平。枚舉主機以后,主機拉低EN2,以將bq24072電池充電器設(shè)置為USB500模式。這種方法假定HOST關(guān)閉時HOST GPIO 為高阻抗。
圖5弱電量電池實施舉例
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