USB多端口的功率分配原理分析
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2016-07-16 14:07:04
在一些特殊情況下,人們會(huì)通過電腦USB口來進(jìn)行充電。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),人們能夠利用電腦上的USB口來進(jìn)行7.5W(5V,1.5A)至100W(10V,5A)功率輸送,但是在一些特定系統(tǒng)當(dāng)中輸入功率是較為受限的,那么在多端口是如何實(shí)現(xiàn)功率分配的呢?
一種顯而易見的電力共享方法是限制每個(gè)端口的功率,從而確保輸出的總功率不超過輸入功率。但在這種情況下,由于功率被平均分配到各個(gè)端口中,插入系統(tǒng)的任何器件都無法充分利用可用的輸入功率。
另一種方法是為其中一個(gè)端口提供高功率輸出,但對(duì)其余端口的供電實(shí)行嚴(yán)格限制。采用這種方法,可以讓用戶對(duì)功率較大的電子設(shè)備進(jìn)行快速充電。但是,大多數(shù)用戶不會(huì)去閱讀相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)簽和說明書。他們也許會(huì)疑惑:為什么電子設(shè)備在某些端口的充電速度要比在其他端口要慢?這樣一來會(huì)造成糟糕的用戶體驗(yàn),導(dǎo)致退貨,進(jìn)而影響用戶的忠誠(chéng)度。
更好的解決方案是在系統(tǒng)內(nèi)的各端口間智能分配可用輸入功率。TPS25740APD源控制器配備有兩個(gè)引腳,可輕松在雙Type-C端口系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)端口電力管理。
其中一個(gè)引腳UFP為開漏信號(hào),它可實(shí)時(shí)顯示輸出端口的狀態(tài)。UFP信號(hào)通常為高電平,但在輸出Type-C端口接入有效負(fù)載后則會(huì)被拉低而輸出低電平。另一個(gè)引腳PCTL為輸入信號(hào);當(dāng)其被拉低時(shí),會(huì)將TPS25740A廣播的功率值切換為原廣播值的一半。切換PCTL引腳的同時(shí)也會(huì)迫使與之相連的負(fù)載重新分配電力,從而確定該端口的輸出電壓及可用功率。
圖1 該36W系統(tǒng)配置了端口電力管理,可在兩個(gè)端口間智能分配功率
圖1所示的是一個(gè)36W雙Type-C端口系統(tǒng)使用端口電力共享的例子。起初,當(dāng)兩個(gè)Type-C輸出端口未接入任何設(shè)備時(shí),則均向外廣播滿額功率值36W。其中一個(gè)端口接入設(shè)備后,則該端口可支持以36W滿額功率對(duì)設(shè)備進(jìn)行充電。由于接入了有效負(fù)載,該端口的UFP引腳信號(hào)輸出低電平,并同時(shí)將TPS25740A另一端口上的PCTL引腳拉低。因此,另一端口的廣播功率值降低到了18W。
如果此時(shí)在另一個(gè)端口也接入設(shè)備,該端口的UFP引腳信號(hào)也將被拉低,從而迫使前一個(gè)端口重新分配電力至18W。這就使得當(dāng)兩個(gè)端口同時(shí)給設(shè)備供電時(shí),每個(gè)端口的功率都不會(huì)超過18W,總功率不超過36W。
需要注意的是,同樣的技術(shù)其實(shí)能夠用在多個(gè)端口系統(tǒng)當(dāng)中。不過本文介紹的USB情況較為復(fù)雜,因此需要另外添加微處理器進(jìn)行輔助,當(dāng)然這個(gè)微處理器的不僅能夠進(jìn)行輔助,還能幫助開發(fā)者對(duì)系統(tǒng)的溫度進(jìn)行電力分配。
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