USB 電源充電小貼士

　　要對(duì)此進(jìn)行測(cè)試，USB-IF測(cè)試程序文檔1.3版描述為“USB規(guī)范允許高達(dá)10μF硬啟動(dòng)，其可形成50.0μC的最大浪涌電流值?！?0μC由公式1計(jì)算得到：

　　我們?nèi)绾螌⑵渥優(yōu)殡娏鳂O限呢？安培的單位為庫(kù)侖每秒。這就是說(shuō)在啟動(dòng)期間，電流極限以上的最大浪涌電流乘以電流極限以上的時(shí)間，所得結(jié)果必須小于50μC。如公式2所示：

　　IIN_AVG代表浪涌電流期間的平均輸入電流。充電器的輸入電流極限必須防止來(lái)自USB電源的電流超出50μC。

　　圖3顯示了在100mA模式下bq2407x的啟動(dòng)情況。高亮區(qū)域代表允許的過(guò)沖充電區(qū)域。bq2407x的輸入電容要求為1μF。這超出了符合輸入電容規(guī)定的程度。輸入電流極限讓設(shè)計(jì)人員不必?fù)?dān)心系統(tǒng)的電容值，因?yàn)閁SB電源絕不會(huì)出現(xiàn)這種電流。

圖3：輸入電流啟動(dòng)波形，EN1=EN2=GND,VBAT

　　bq2407x的輸入電容要求為1μF。硬啟動(dòng)1μF要求5μC。這種啟動(dòng)的系統(tǒng)電容為47μF，且不能直接通過(guò)USB端口啟動(dòng)。就輸入電流極限而言，硬啟動(dòng)系統(tǒng)電容并開(kāi)始充電都不成問(wèn)題。輸入電流閾值小于100mA規(guī)范，因此首次啟動(dòng)以后便不會(huì)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(wú)電池情況的規(guī)定。規(guī)定如下：“一個(gè)零電量、弱電量或無(wú)電池情況的設(shè)備需要在連接后100ms左右的時(shí)間提供100mA的電流，以確定它是否可以連接?！盵3]如果設(shè)備不能在100ms時(shí)間內(nèi)以100mA啟動(dòng)，則可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)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?！痹谌蹼娏侩姵亻撝狄陨?，假設(shè)電池足以為主機(jī)供電，因此主機(jī)開(kāi)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(gè)簡(jiǎn)單的電壓探測(cè)器使得設(shè)計(jì)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(jiǎn)單解決方案。

圖4弱電量電池檢測(cè)實(shí)施

　　必須對(duì)電壓探測(cè)器進(jìn)行應(yīng)用弱電量電池閾值設(shè)置。例如，TPS3836有數(shù)個(gè)有效閾值。另外，為了獲得最大的靈活性，一些電壓探測(cè)器提供了可調(diào)節(jié)閾值。就這種應(yīng)用來(lái)說(shuō)，重要的電壓探測(cè)器特性是一種有源低電平RESET(VIN

　　圖5顯示了實(shí)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(shí)，其被識(shí)別為一塊狀態(tài)良好的電池，同時(shí)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(shí)HOST GPIO 為高阻抗。

圖5弱電量電池實(shí)施舉例