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新型USB电源解决方案

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新型USB电源解决方案
为了简化从电池或USB电缆吸取功率的工作，凌力尔特公司提供了多款器件。

这些器件可对AC适配器、USB 电缆和锂离子电池之间的功率流进行无缝管理，并维持与USB电源规范的相符性。

当电池容量增加时，电池充电器必须通过稳定地提升效率来与之保持同步，以最大限度地减少热问题和充电时间。

基于USB的电池充电器必须从USB获取尽可能多的功率，而且，为了满足当今功率密集型应用严格的空间和热约束条件，这种功率吸取过程必须高效地完成。

LTC3555把一个USB开关电源管理器和电池充电器与三个同步降压型稳压器和一个LDO整合在一起，以在一个小外形(4mm x 5mm)封装中提供一款完整的电源解决方案(图1)。

这款恒定电流、恒定电压锂离子/聚合物电池充电器运用了Bat-Track功能，通过产生一个自动跟踪电池电压的输入电压，以最大限度地提高电池充电器的效率(见下文)。

一个I2C串行接口使系统设计师拥有了对充电器和DC/DC降压型稳压器进行全面控制的能力，旨在对众多应用中不断变化的工作模式实现最大的适应性。

图1：一体化USB 电源解决方案集成了开关电源管理器、电池充电器、三个同步降压型稳压器和LDO
开关电源通路控制器最大限度地增加
系统负载的可用功率LTC ®3555 在早几代USB 电池充电器的基础上进行了改进，增加了一些新的功能。

它采用了一种专有开关电源管理器，能够以尽可能高的效率从一个电流受限的USB 端口吸取功率，同时保持与平均输入电流规格的相符性。

它利用其
Bat-Track 功能最大限度地减少了线性充电器中的功率损失。

第一代USB 应用直接在USB 端口和电池之间实现电流受限的电池充电器，此时由电池电压来给系统供电。

这被称为电池馈电系统。

在电池馈电系统中，可用系统功率为IUSB • VBAT，因为VBAT 是系统负载仅有的可用电压。

当电池电压很低时，几乎一半的可用功率将在线性电池充电器元件的内部作为热量而被消耗掉。

第二代USB 充电器在USB 端口和电池之间产生了一个中间电压。

这种中间总线电压拓扑结构被称为PowerPath™系统。

在PowerPath IC 中，於USB 端口和中间电压之间布设了一个电流限制开关。

中间电压VOUT 负责给线性电池充电器和系统负载供电。

通过采用中间总线电压拓扑结构，使得电池与系统负载隔离，同时可有效地执行充电操作。

由於一旦电源被加至电路，中间电压即可供系统负载之用(这与电池的状态无关)，因此PowerPath 系统具有一个额外的优点，就是“即时接通”。

在PowerPath 系统中，可以把USB 端口所提供的2.5W 可用功率中的更多功率输送至系统负载，只要不超过输入电流限值即可。

虽然PowerPath 系统在电池馈电系统的基础上有所改进，不过，如果电池电压很低，则仍然可能有大量的功率会在线性电池充电器元件中被损失掉。

LTC3555 是首款面市的第三代USB PowerPath 充电器IC。

这些PowerPath 器件从一个符合USB 规范的降压型稳压器产生一个中间总线电压，在电池电压范围内，该电压将被调节至一个固定值(Bat-Track 功能)。

已调中间电压刚好高至足以允许通过线性充电
器进行正确的充电操作。

通过以这种方式来跟踪电池电压，线性电池充电器中的功率损失被减至最低，效率得以提升，而且负载的可用功率实现了最大化。

图2 对比了采用开关和线性PowerPath 系统充电器的效率和功率节省情况。

当对大电池进行充电时，功率节省的多少将造成一个器件运行在热限制条件下还是工作於低温条件下的分别。

图2：开关PowerPath 电池充电器与线性充电器的效率和功率节省情况对比。

(VBUS = 5V，5x 模式，RCLPROG = 2.94k，RPROG = 1k、在VBAT = 2.8V 时的IBAT = 0.7A)
在单个IC 中的完整电源解决方案
LTC3555 还包括三个可由用户来配置的降压型DC/DC 转换器，它们能够分别提供0.4A、0.4A 和1A 电流。

稳压器1 具有一个0.8V 的固定基准电压，而稳压器2 和3 则可通过I2C 接口使其基准电压在0.8V 至0.425V 的范围内改变。

所有的转换器均在一个2.25MHz 的开关频率条件下工作，因而允许使用小的无源元件，并在输出电压高於1.8V 的条件下维持高达92% 的效率(见图3)。

全部三个稳压器都可通过I2C 端口或I/O 引脚设置在脉冲跳跃模式工作、突发模式(Burst Mode®) 操作或LDO 模式工作。

在突发模式操作中，输出纹波幅度略有增加，且开关频率随负载电流而变化，旨在提高轻负载条件下的效率。

如果噪声是一个必需考虑的问题，那麽可以将所有的稳压器均设定为工作於LDO 模式或脉冲跳跃模式。

该器件还提供了一个始终保持接通的3.3V 输出，该输出能够提供25mA 的电流，以满足诸如实时时钟或按钮监视器等系统需求。

图3：采用突发模式操作的开关稳压器1 和稳压器 2 的效率
结论
LTC3555 是一款先进且完整的单芯片电源解决方案。

由於采用了第三代PowerPath 电源管理技术，再加上发热量和电池充电时间均有所减少，因而使其非常适合於未来的高密度、多功能电池供电型产品。

通过集成三个I2C 控制、高效率降压型DC/DC 转换器，LTC3555 为系统设计师提供了全面的灵活性以适应不断变化的需要和工作模式。

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USB集线器与供电解决方案

USB集线器与供电解决方案


10
VariSense Technology™
4种可编程设置，用于调节USB PHY接收器的灵敏度，从而应对严重的 信号损失
基本USB PHY仅有系统架构
全功能系统架构 ，不采用
VariSense FAILS EL_17
全功能系统架构，采用
VariSense PASSES EL_17
注：值仅用于举例说明。实际值可能有变化。
Microchip ESS 14025
© 2014 Microchip Technology Incorporated.
3
集线器 —— 核心技术
链路电源管理 （LPM）
不采用LPM 采用LPM
传统USB信号传输
即便没有要发送的数据，传统USB规范仍 会要求每1 ms查询一次，即USB主机查询 USB设备，使得总线始终处于活动状态 。 即使没有事件发生，也消耗了功率
拥塞点—— 单个TT瓶颈
SIE
Hub Repeater
TT
TT
TT
.... .... ....
TT
Routing Logic
Downstream PHY #1
Downstream PHY #2
Downstream PHY # N
Downstream PHY #1
Downstream PHY #2
To FS Peripheral
6
MultiTRAK™
Microchip USB2.0集线器*
采用MultiTRAK
To HS Host
To HS Host
其他USB 2.0集线器
MultiTRAK
Upstream PHY SIE
Speed Key: 480 Mbps Path 12 Mbps Path
4口usb充电器方案

4口usb充电器方案

4口usb充电器方案随着科技的不断发展，人们对于电子设备的需求越来越高。

而充电器作为电子设备的重要配件，也逐渐成为人们生活中必不可少的物品。

然而，随身携带的电子设备越来越多，充电线也逐渐增多，给人们的生活带来了一定的不便。

为了解决这一问题，市场上推出了各种各样的多口充电器。

本文将就4口USB充电器方案进行论述。

一、市场背景随着智能手机、平板电脑、蓝牙耳机等电子设备的普及，人们对于充电器的需求量与日俱增。

而传统的单口充电器已经无法满足人们同时给多个设备充电的需求，因此推出了4口USB充电器来解决这一问题。

二、4口USB充电器的优势1.多口设计：4口USB充电器可以同时给四个设备提供充电接口，方便人们同时给多个设备充电，提高效率。

2.智能识别：4口USB充电器大多配置有智能识别技术，可以根据设备需求，智能匹配充电电流，保护设备的安全充电。

3.节省空间：相比于传统的单一充电器，4口USB充电器的体积相对较小，可以更好地利用空间，方便携带。

4.安全稳定：优质的4口USB充电器通常具备过载保护、过压保护、过热保护等多重保护机制，保证使用时的安全稳定。

三、4口USB充电器的适用场景1.家庭使用：家庭中成员众多，可以同时给多个设备充电，不再为充电插座不够用而烦恼。

2.办公场所：办公人员常常需要同时给手机、平板、耳机等多个设备充电，4口USB充电器的出现为他们提供了便利。

3.旅行出行：旅行中常常需要给手机、相机、充电宝等多个设备充电，4口USB充电器可以减少充电设备的携带数量，节省行李空间。

4.商务会议：商务会议中多人同时使用各种电子设备，使用4口USB充电器可以更好地满足多人充电需求。

四、4口USB充电器的选购建议1.品牌可信赖：选择知名品牌的4口USB充电器，品质有保障，充电效果更好。

2.功率和电流：根据充电设备的功率和电流要求选择合适的充电器，保证充电稳定快速。

3.安全保护：选择具备过载保护、过压保护、过热保护等安全机制的4口USB充电器，保障充电过程的安全稳定。

USB集线器与供电解决方案

USB集线器与供电解决方案

USB集线器与供电解决方案
USB集线器可以让多台计算机共享一个USB产品，比如打印机、外设等。

而且，由于USB集线器可以支持多台计算机并行使用同一个USB产品，在实际应用中，可以显著提高计算机和USB产品的整体性能，以及显著改
善计算机系统的处理能力。

但是，USB集线器的安全性和可靠性至关重要。

因此，要保证USB集
线器的性能，就必须合理解决USB集线器与供电的问题。

1、使用外接电源：
若USB集线器需要连接多台计算机，则需要使用外接电源为其提供电源，以确保USB集线器的正常工作。

2、使用USB供电：
若USB集线器只需要连接单台计算机，则可以使用USB供电，即通过USB线将电源从计算机供给到集线器。

3、使用USB集线器自带的电源：
有些USB集线器自带电源，这种方式可以节省购买外接电源或使用USB供电的成本，以及减少电源的线材。

4、使用低功耗USB集线器：
为了节省电源，可以使用低功耗USB集线器。

这种集线器可以将USB
端口的电流降低，以节省电源消耗，节省能源，同时也可以让系统更加稳定。

以上是几种。

USB外设的电源设计

USB外设的电源设计

USB外设的电源设计USB（Universal Serial Bus）外设的电源设计需要考虑以下几个方面：电源供应、电源管理、电源保护等，下面将对这些方面进行详细介绍。

一、电源供应B总线供电：USB外设可以通过连接到计算机的USB接口来获取电源供应。

根据USB规范，每个USB接口的标准供电电流为500mA，即最大功率为2.5W。

因此，设计USB外设时需要确保其功耗在规定范围内，以避免对主机和其他设备造成供电不足的影响。

2.外部电源供应：如果USB外设的功耗超过了USB接口的供电能力，或者想要更加稳定和可靠的电源供应，可以考虑采用外部电源供应方式。

这种方式可以通过USB接口上的5V和GND引脚，连接外部电源适配器或电池。

设计时需要注意外部电源的电压和电流要符合USB规范，并采取电源滤波、稳压等措施来确保电源的质量和稳定性。

二、电源管理1.电源模式管理：USB外设在不同的工作状态下对电源的需求是不同的，设计时可以采用电源模式管理来实现功耗的优化。

例如，在设备处于空闲状态时可以进入低功耗模式，以减少能耗。

2.电源控制：为了进一步节省能耗，设计时可以对外设中的不同部分进行功率管理。

通过在合适的时候关闭或者降低一些模块的工作电压或频率，可以有效地减少功耗。

三、电源保护1.过压保护：设计时需要加入过压保护电路，以防止输入电压过高对外设造成损害。

可以采用过压保护芯片或者稳压芯片来监测和控制输入电压的范围。

2.过流保护：USB接口的标准供电电流为500mA，为了防止外设的过载，设计时需要考虑加入过流保护电路。

可以采用不同方案，如熔断、过流保护芯片等来实现过流保护。

3.短路保护：设计时还需要考虑加入短路保护电路，以防止外设出现短路情况时对电源或其他设备造成损害。

可以通过检测输出电流来判断是否发生短路，并及时切断电源。

4.温度保护：为了防止外设因过热而损坏，设计时可以加入温度传感器和保护电路，一旦温度超过设定阈值，及时采取措施来降低温度或者停止工作。