Die Arbeitsprinzip des USB-Ladegeräts umfasst hauptsächlich das USB-PD-Kommunikationsprotokoll und die Ladestrategie von Lithium-Ionen-Batterien.
Das USB-PD-Kommunikationsprotokoll verwendet das AC-gekoppelte FSK-Signal auf VBUS für die halbe Duplex-Kommunikation, um den Ladevorgang des Mobiltelefons und des Ladegeräts zu realisieren. Wenn das Kabel angeschlossen ist, wird die SOP-Kommunikation des USB-PD-Protokolls in der CC-Linie (Typ-C-Schnittstellenkonfigurationskanal) durchgeführt, um die Spezifikation der Stromübertragung auszuwählen. Das Sinkend fordert das Quellende für die bereitgestellten Leistungskonfigurationsparameter (z. B. 5V, 9 V, 12 V usw.). Der Kommunikationsprozess umfasst:
Das Sink End initiiert das SOP (Startsegment), um die Spezifikationsinformationen zu beantragen, die das Quellende liefern kann.
Das Quellende antwortet mit einer Liste von Spezifikationen, die bereitgestellt werden können.
Das Sinkend wählt eine Spannung und ein Strompaar aus und sendet eine Anfrage.
Der Quellendadapter akzeptiert die Anforderung nach interner Dekodierung und Umwandlung, passt die Adapterausgabe an und erreicht eine stabile Ladespannung und einen stabilen Ladespannung.
Die Ladestrategie von Lithium-Ionen-Batterien erfordert besondere Aufmerksamkeit. Falsche Lademethoden verkürzen die Akkulaufzeit und verursachen sogar Sicherheitsprobleme. Das Ladevorgang umfasst normalerweise eine Vorladungsphase und eine Fastladungsphase:
Pre-Lade-Phase : Wenn die Batteriespannung unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, muss der Ladestrom sehr gering sein, sodass die Batterie hochstromig aufgeladen und den Unterspannungsschutzzustand der Batterieschutzkreislauf freigesetzt wird.
Fast-lade Phase Wenn die Batteriespannung die Nennspannung erreicht, wechselt das Ladegerät in den CV -Modus (konstanter Spannung), und der Ladestrom nimmt allmählich ab, um Überladen zu vermeiden.
Die Gestaltung eines USB -Ladegeräts muss viele Faktoren berücksichtigen, einschließlich Kosten, Größe, Gewicht, Ladezeit und Strombudget. Nachdem ein USB -Gerät an einen USB -Anschluss angeschlossen ist, kann das Gerät so schnell wie möglich in einen vollständig funktionierenden Status eingeben. Gleichzeitig sind auch die zulässige Batterieladezeit und das Strombudget wichtige Überlegungen während des Designs.
