Я понимаю, что многие из моих потребительских устройств, заряжаемых через порты USB, могут заряжаться с большей скоростью, чем 0,5А. Однако в ходе тестирования я обнаружил, что они не потребляют больше, чем это.
Испытательная установка
- У меня есть источник питания, который выдает от 0 до 30 вольт и от 0 до 20 ампер.
- Я установил напряжение на 5 вольт, а затем правильно подключил гнездовой USB к проводам.
- Когда я подключаю Samsung Galaxy S4 Mini, он потребляет около 0,44 А. То же самое с Samsung Galaxy Tab Pro.
- Однако, когда я подключаю iPad Air с помощью официального кабеля молнии, он потребляет всего около 0,11 ампер.
- Кроме того, я попытался подключить умные часы ZGPAX S28, и это было все еще около 0,44-0,45 ампер.
Блок питания более чем способен выдавать максимум 2,1 А, так почему бы не использовать его как минимум для планшетов?
Что мне нужно сделать в моей тестовой настройке, чтобы убедить устройства потреблять максимальный ток зарядки?
power-supply
battery-charging
joshglen
источник
источник
Ответы:
Причина, по которой ваши устройства Apple / Samsung не потребляют больше тока, проста. Это связано с тем, что между устройством Apple / Samsung и их выделенными источниками питания происходит дополнительная передача данных. Это заставляет оба устройства распознавать друг друга и соглашаться на более высокий ток, который будет использоваться. Зарядное устройство устанавливает определенные напряжения на линиях данных USB, и это распознается телефоном или планшетом.
Ваш источник питания 20 А не подает эти напряжения на линии даты, поэтому он не «разговаривает» с вашим устройством Apple / Samsung, поэтому они предполагают, что это обычное «тупое» зарядное устройство и не потребляют больше тока, чем это разрешено стандартом USB который обычно составляет всего 100 или 500 мА
Для зарядки яблочного устройства поместите эти напряжения в линии данных:
желаемый ток: 2000 мА D-: 2,0 В D +: 2,75 В
Кроме того, в зависимости от того, насколько полностью заряжена батарея, ток зарядки также ограничен. Максимум будет только тогда, когда аккумулятор заряжен на 30 - 70% (эти цифры - только мое предположение). Зарядка с высоким током вредна для батареи, когда она очень низкая или почти полная.
Источники:
Adafruit: загадки зарядки устройств Apple
Voltaic: выбор напряжения USB-контакта
источник
Вот более полная статья, в которой перечислены известные фирменные схемы D + / D- идентификации резистора-делителя для мощных зарядных устройств. Суть это:
Значения Samsung совпадают с значениями, указанными на этом схематическом [оригинальном источнике] через резисторный делитель 10k / 33k для планшетных зарядных устройств 2A Galaxy.
Как я уже говорил в других своих комментариях, есть также готовые чипы, которые реализуют некоторые из них, например MAX14667 , TPS2513 , Microchip USB2534 или CYUSB3324 . Лист данных последнего также предоставляет некоторые дополнительные сведения об устройствах Samsung:
USB-IF 1,2 BC имеет следующие требования для режима DCP:
Кроме того, в заметке Cypress говорится, что 2.7V / 2.7V -> 2.4A [также] используется Apple. Обсуждение на форумах TI, на которых сотрудники TI включились (для их TPS2513A), указывает на то же самое. Сотрудник TI сказал :
источник
Стандарт USB не позволяет подключать более 500 мА из стандартного порта USB 1. Пока устройство не установит связь с хост-устройством USB, у него нет возможности узнать, какой ток доступен.
Стандарт USB фактически требует, чтобы устройства потребляли не более 100 мА, прежде чем связываться с хостом и запрашивать больше энергии. Это важно, потому что стандартный USB-концентратор без питания потребляет 500 мА - 100 мА для себя и 100 мА для каждого из своих портов. Это означает, что концентратор без питания не может и не должен пытаться подать 500 мА на USB-устройство.
Стандарт был разработан таким образом, чтобы поддерживать различные варианты использования.
Очевидно, что только Apple следует стандарту и потребляет только 100 мА, прежде чем запрашивать больше энергии.
Реальность такова, что немногие USB-порты не могут подавать 500 мА без запроса. Многие даже не следят за потреблением тока и отключают несовместимые устройства USB. Почти всегда безопасно брать 500 мА из USB-порта, не запрашивая максимальную мощность у хост-порта.
Более новые спецификации USB допускают более мощные порты. Опять же, однако, это должно быть запрошено, чтобы соответствовать спецификации.
Зарядные устройства USB, как правило, не являются интеллектуальными и не имеют полноценного хост-порта USB. Они используют несколько коротких путей - обычно используют резисторы на линиях D + и D-, чтобы сигнализировать устройству USB, что зарядное устройство способно к большей мощности без официального запроса.
Кроме того, некоторые устройства, такие как линия Apple iOS, также будут контролировать подаваемое напряжение и уменьшать потребление тока на основе падения напряжения. Например, если зарядное устройство сообщает, что оно может подавать напряжение 2 А, но напряжение не остается на уровне 5 В, устройство iOS будет потреблять меньше максимального тока. Он не будет заряжаться ниже 4,5 В или выше 5,5 В. Таким образом, зарядное устройство не только должно подавать правильные сигналы, указывающие на наличие полного тока, оно должно поддерживать хорошее регулирование при максимальном потреблении тока.
Имейте в виду, что это функция безопасности. Мало того, что зарядное устройство должно быть в состоянии подавать ток, но и используемый кабель USB должен уметь его переносить. Это может показаться не слишком сильным током, но на рынке есть много очень дешевых тонких USB-кабелей, которые заметно нагреются, когда 2A протекает через их проводники меньшего размера. Положите это под легковоспламеняющуюся подушку и позвольте жаре накапливаться, и вы можете найти не только расплавленную изоляцию.
Apple проверяет не только зарядное устройство, но и кабель (используя свои фирменные микросхемы внутри разъема кабеля), чтобы избежать ответственности за возможные потери, связанные с опасными зарядными устройствами и проводкой.
Однако, если вы используете кабель, поставляемый с устройством, у вас не должно быть проблем с этим аспектом, и вы можете сосредоточиться на сигнализации зарядного устройства.
Стандарт Apple был слабо принят другими или принят другими и состоит из установки определенных уровней напряжения на линиях D- и D + при низком токе. Приблизительно 2,0 В на линии D и 2,75 В на линии D + подает сигнал 2A (10 Вт) для зарядки. Это можно сделать с помощью простых резисторов:
смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab
Если вы выполните эту схему в своей настройке, вы обнаружите, что по крайней мере устройства Apple заряжаются от 2 или более ампер, и вы можете обнаружить, что другие устройства также заряжаются с такой скоростью.
источник
Вы можете попробовать использовать специальный контроллер порта зарядки .
Согласно спецификации он может обнаружить следующие схемы зарядки:
источник
2 V
дважды, вместе с2.7 V
.20 ампер - это то, на что способен источник питания, и все, что вы подключаете к нему, берет то, что ему нужно, из этих 20 ампер.
Например, если у вас есть источник питания, настроенный на выход 5 В, и вы положили резистор 5 Ом на его выход, он подаст резистор на 1 А, потому что это все, что нужно резистору с 5 В на нем.
Вы также можете параллельно подключить двадцать 5-омных резисторов к источнику питания, и он будет подавать по 1 ампер каждому из них в общей сложности 20 ампер.
источник
Устройство USB будет рисовать только величину тока , что он знает , что он может определенно сделать , не повредив к зарядному устройству. Устройства Apple и Samsung понятия не имеют, сколько можно извлечь из зарядного устройства, поэтому они используют стандарт USB. Стандарт USB говорит, что «0,5 Ампер безопасен». (Если зарядное устройство идентифицирует себя как USB-зарядное устройство, но не может выдержать 0,5 Ампер, это не ошибка телефона, а проблема зарядного устройства).
Единственный способ убедить устройство получать больше тока - это установить связь в зарядном устройстве, которая может происходить между устройством Apple и зарядным устройством Apple, или устройством Samsung и зарядным устройством Samsung. Это не очень сложно, и вы можете купить приличные зарядные устройства по разумным ценам, которые делают это. Ваше зарядное устройство этого не делает, поэтому 0,5 А это предел.
источник
Все USB-устройства должны работать при подключении к USB-порту данных, который будет обеспечивать 100 мА по умолчанию, 500 мА, когда «красиво задано». Вот что ты получаешь.
Если вы соедините сигналы Data + и Data- вместе через небольшой резистор (для защиты ... что-то около 100 Ом), вы будете соответствовать спецификации зарядки аккумулятора USB, которая позволяет устройству потреблять минимум 1,5 А.
источник