MICROCHIP精英年会USB5

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1) 直通:仅限数据通信。 2) SDP:符合BC1.2的直通。 3) CDP:通过握手,符合BC1.2的直通; 以1.5A进行USB充电。
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The UCS1002 sends CDP Response, or USB Enumerates
VS VBUS
ENB Discharge Logic
DC Response Voltage
applied to DP
Emulation Block Logic DP DM
DC Response Voltage applied to DM
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USB电源规则

USB设备只能汲取下列大小的电流(从VBUS):

100 mA(枚举之前) 500 mA(枚举之后)(对于USB3,为900 mA) 1500 mA(USB BC1.2握手之后) 2.5 mA(USB总线挂起)

注:这些限制均指设备,而非主机/集线器。这些限制是在USB-IF Logo测试期间将设备连接到USB主机时测得的。
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“我希望烤面包机或开罐器能给手机充电”
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USB充电不仅仅限于PC和笔记本
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BC1.2 DCP标准
• DCP是Dedicated Charging Port(专用充电端口)的缩写。1.5A左右的充电需 要握手程序。
7) Downstream Device measures VBUS V vs I 9) Downstream Device charging
VBUS (A)
2) VBUS Discharge upon Attach Detection
VBUS (V)
1) Weak Pull Up on DP
DP
3) Stimulus on DP ≈ 0.6V 6) Response on DP ≈ 0.6V. DCP Handshake Complete. 8) No USB comm

当USB设备连接到USB主机或USB集线器的下游端 口时,会检测到D+和D-上的15K下拉电阻,以及 VBUS上的5V。
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USB充电器的用途

向设备发送一个设备可识别的信号,让其知道所连 接的是充电器,而不是USB主机或集线器 信号包括:
此应用使用32个USB充电 器端口。规定覆盖所有 USB产品,UCS1002可 满足这些需求。 适用于办公室和学校的10插槽和12插槽 iPad充电托盘越来越受到欢迎。 UCS1002可根据功率预算的要求,将应 用的功率控制在10W或12W。 汽车使用UCS81002,可实现独立 的USB充电和媒体传输。
已提议的和/或未决的法规
问题:满足“绿色充电器”要求。
问题:通用充电;满足通用外部电源 (EPS)要求。
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问题:需要能够为任何设备充电的 “通用EPS”
• UCS1002端口电源充电器仿真设备能够测量VBUS电流, 还可以通过SMBus接口配置芯片,同时有一个自定义仿真 配置的寄存器。 最大电流算法“HCA”程序符合USB BC1.2标准,可以 支持绝大多数的手持设备大电流充电的需求。
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课程目标
完成本课程之后,您将能够:




了解如何随时随地构建简单独立的USB充电解决方案。 了解USB充电BC1.2标准和常见的设备仿真配置文件。 了解Microchip USB端口电源解决方案能够轻松支持的已提 议的和/或未决的新法规。 深入了解Microchip USB端口电源解决方案的功能。 了解如何通过创建自定义仿真配置文件来降低应用被淘汰的 可能性。
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通用USB充电: 不仅仅是电源适配器和笔记本
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课程安排

是否到处都需要USB充电器? USB充电器的标准和仿真技术 可能对应用产生影响的已提议的和/或未决的法规 Microchip的USB端口电源和充电解决方案 评估工具包和图形用户界面的演示 总结
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如何仿真USB充电器?
仿真模块使用内部电流源和电阻分压器。常见设备的 预加载配置文件可循环使用,UCS1002可以在一个 客户自定义的寄存器中自定义仿真文件来支持任意充 电策略。
Downstream device is charging optimally
VBUS is Discharged in SYNC with Emulation
欧盟委员会中负责企业和工业的副主席Gü nter Verheugen正在展示有如野葛般大量出现的互不兼容的手机充电器。
现在,UCS1002已能够满足 “通用”USB充电器和“绿色充电”的要求!
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VBUS is Discharged in SDP mode
VBUS
Vs
SDP与数据直通之间 的差异在于BC1.2 VBUS放电和CC模式
VBUS Discharge Logic
ENB
The Downstream device sends Enumeration Stimulus
CDP/SDP Logic Block DP to upstream Host

哇哦!一个带“HCA” 的UCS1002就能为一 大堆手机充电了?
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通用EPS解决方案: 采用HCA的通用充电覆盖范围
最大电流算法(“HCA”) 利用PIC® MCU,内置的“Legacy”配置文件或自定义配置文 件寄存器可应用仿真并测量VBUS电流,从而找到最大值。 HCA是一个极佳的系统解决方案,可确保对下游设备应用最优 的仿真配置文件。 我们可以提供HCA算法的源代码但是需要签订一个许可协议, 可以参考应用笔记AN25.0(请联系销售人员获取AN25.0)。 包含一个“电池电量耗尽”检测程序,启动定时器在几分钟内 轮循不同的配置文件,检测电池是否耗尽。 评估工具包中集成的GUI程序演示将展示可用于开发自定义实现 的HCA功能。

D+与D-短接 将D+和D-上拉至预先确定的电压(单端1,即SE1)

设备在检测到这些信号之后,便知道其没有连接到USB主机或集 线器。

当设备检测到充电器的信号时,可以汲取超出USB 规范的电流。
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VBUS (A)
VBUS (V)
1) Weak Pull Up on DP
DP
3) Stimulus on DP ≈ 0.6V 6) USB Enumerated awaiting traffic
DM
4) Response on DM ≈ 0.6V. CDP Handshake Complete
CDP握手示例
枚举和USB通信的工作原理
UCS1002包含一个USB高速开关,此开关将下游设备与 USB主机上游连接。UCS1002可使用以下三种配置进行 USB通信。
Downstream device is using USB Comm and Media, etc
VBUS is Discharged in SDP and CDP modes
DM
4) Response on DM ≈ 0.6V 5) Stimulus on DM ≈ 0.6V
DCP握手示例
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BC1.2 SDP标准
• SDP是Standard Downstream Port(标准下游端口)的缩写。 基本上,VBUS引脚将放电,并闭合USB的高速开关以支持USB数 据通信,同时电流限制在0.5A Downstream device is using USB Comm and Media, etc 以内。
我们首先探讨一下 USB充电的要求和解决方案!
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