如何簡化USB電源充電
bq2407x 的輸入電容要求為 1μF。硬啟動 1μF 要求 5μC。這種啟動的系統(tǒng)電容為 47μF,其不能直接通過 USB 端口啟動。就輸入電流極限而言,硬啟動系統(tǒng)電容并開始充電都不成問題。輸入電流閾值小于 100mA 規(guī)范,因此首次啟動以后,便不會違反 USB100 規(guī)范。
弱電池閾值
USB 規(guī)范要求在 VBUS 電源的電流大于 2.5mA 以前枚舉主機(jī)。但是,規(guī)范中有一條關(guān)于零電量、弱電量或無電池情況的規(guī)定。規(guī)定如下:“一個零電量、弱電量或無電池情況的設(shè)備需要在連接后 100ms 左右的時間提供 100mA 的電流,以確定它是否可以連接。” [3]如果設(shè)備不能在 100ms 時間內(nèi)以 100mA 啟動,則可能會出現(xiàn)問題。
為了解決這個問題,USB 規(guī)范增加了一條電池充電的具體規(guī)定。其規(guī)定“如果便攜式設(shè)備不能以低于 100mA 的電流上電并連接,該零電量或弱電量電池的設(shè)備則可以使用主機(jī)提供的 100mA 電流首先將其電池充電至其弱電量電池閾值。一旦達(dá)到其弱電量電池閾值,立即要求設(shè)備上電并連接。” [4]在弱電量電池閾值以上,假設(shè)電池足以為主機(jī)供電,因此主機(jī)開啟。每種應(yīng)用都定義了其自身的弱電量電池閾值。bq2407x 的硬件使能以及一個簡單的電壓探測器使得設(shè)計人員能夠輕松地滿足這一要求。圖 4 顯示的是弱電量電池閾值情況下的一款簡單解決方案。
圖 4 弱電量電池檢測實施
必須對電壓探測器進(jìn)行應(yīng)用弱電量電池閾值設(shè)置。例如,TPS3836 有數(shù)個有效閾值。另外,為了獲得最大的靈活性,一些電壓探測器提供了可調(diào)節(jié)閾值。就這種應(yīng)用來說,重要的電壓探測器特性是一種有源低電平 RESET(VIN VTHRESHOLD 時為低電平)推/拉輸出,這樣它便可以與主機(jī)輸出隔離。一旦主機(jī)出現(xiàn),它便關(guān)閉電壓探測器,或者停止上拉。主機(jī)輸出的下拉力必須要大于將電壓探測器輸出與 EN1 和 EN2 隔離的一些電阻。
圖 5 顯示了實施波形。將弱電量電池閾值設(shè)定為 3.3V。當(dāng)插入 3.5V 電池時,其被識別為一塊狀態(tài)良好的電池,同時 EN1 和 EN2 被 TPS3836 拉為高電平。枚舉主機(jī)以后,主機(jī)拉低 EN2,以將 bq24072 電池充電器設(shè)置為 USB500 模式。這種方法假定 HOST 關(guān)閉時 HOST GPIO 為高阻抗。
圖 5 弱電量電池實施舉例
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