USB電池充電電路
USB標(biāo)準(zhǔn)其中一個特性是從主機為插入的USB外設(shè)供電。從過去的串行和并行端口變化到USB，這種進步可使連接到PC的各種器件數(shù)大大增加。除直接供電USB器件外，USB更有用的一個功能是用USB電源進行電池充電。由于很多便攜裝置(如MP3播放機，PDA)與PC交換信息，所以，電池充電和數(shù)據(jù)交換同時在一條纜線上進行將會使裝置方便性大大增強。把USB和電池供電功能結(jié)合起來，擴大了“非受限”裝置(如移動web相機連接PC或不連接PC工作)的工作范圍。在很多情況下，不必攜帶不方便的AC適配器。
從USB對電池充電可以復(fù)雜也可以簡單，這取決于USB設(shè)備要求。對設(shè)計有影響的因素通常是“成本”、“大小”和“重量”。其它重要的考慮包括：1)當(dāng)設(shè)備插入到USB端口時，帶放電電池的設(shè)備能夠以多快的速度進入完全工作狀態(tài)；2)所允許的電池充電時間；3)受USB限制的電源預(yù)算；4)包含AC適配器充電的必要性。本文從電源觀點詳述USB之后，將針對這些問題給出解決方案。圖1 USB電壓降(來自通用串行總線規(guī)定Rev2.0)圖2 USB器件插孔圖3 從USB簡單充電100mA和從AC適配器充電350mA不需要枚舉，這是因為USB充電電流不超過“一個單元負(fù)載”(100mA)。3.3V系統(tǒng)負(fù)載總是從電池汲取電流。USB電源所有主機USB設(shè)備(如PC和筆記本電腦)至少可以供出500mA電流或每個USB插口提供5個“單元負(fù)載”。在USB述語中，“一個單元負(fù)載”是100mA。自供電USB插孔也可以提供5個單元負(fù)載。總線供電USB插孔保證提供一個單元負(fù)載(100mA)。根據(jù)USB規(guī)范和圖1的說明，在纜線外設(shè)端，來自USB主機或供電插孔的最小有效電壓是4.5V，而來自USB總線供電插孔的最小電壓是4.35V。這些電壓在為鋰離子電池充電時(一般需要4.2V)，其余量是很小的。插入USB端口的所有設(shè)備開始汲取的電流不得大于100mA。在與主機通信后，器件可決定它是否可以占用整個500mA。
USB外設(shè)包含兩個插孔中的一個。兩個插孔都比PC和其他USB主機中的插口要小�！癝eriesB"和更小的“Series Mini-B”插孔示于圖2。從SeriesB的引腳1(+5V)和4(地)和Series Mini-B的引腳1(+5V)和5(地)得到電源。一旦連接，所有USB設(shè)備需要主機對其加以識別。這稱之為“枚舉”。在識別過程中，主機決定USB設(shè)備的電源以及是否為其供電，對于被認(rèn)可的設(shè)備可以將負(fù)載電流從100mA增大到500mA。 簡單的USB/AC適配器充電電路某些非�；镜脑O(shè)備不希望額外的軟件開銷，此開銷對有效USB電源的分類和最佳使用是需要的。若設(shè)備負(fù)載電流限制到100mA(在USB中稱之為“一單元負(fù)載”)，則任何USB主機、自供電插孔可以對設(shè)備供電。對于這樣的設(shè)計，一個非�；镜某潆娖骱头�(wěn)壓器電路示于圖3。每當(dāng)器件連接USB或插入AC適配器時，此電路就為電池充電。在同一時間，系統(tǒng)負(fù)載總是連接到電池，在這樣的情況下，通過簡單的線性穩(wěn)壓器(U2)可提供高達200mA電流。若系統(tǒng)連續(xù)地汲取這樣的電流量而電池正在以100mA電流從USB充電，則電池仍將放電，這是由于負(fù)載電流超過了充電電流。
