USB多端口的功率分配原理分析

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简介:本文分析了USB多端口的功率分配原理,希望对你的学习有所帮助

在一些特殊情况下,人们会通过电脑USB口来进行充电。根据标准,人们能够利用电脑上的USB口来进行7.5W(5V,1.5A)至100W(10V,5A)功率输送,但是在一些特定系统当中输入功率是较为受限的,那么在多端口是如何实现功率分配的呢?

一种显而易见的电力共享方法是限制每个端口的功率,从而确保输出的总功率不超过输入功率。但在这种情况下,由于功率被平均分配到各个端口中,插入系统的任何器件都无法充分利用可用的输入功率。

另一种方法是为其中一个端口提供高功率输出,但对其余端口的供电实行严格限制。采用这种方法,可以让用户对功率较大的电子设备进行快速充电。但是,大多数用户不会去阅读相关的产品标签和说明书。他们也许会疑惑:为什么电子设备在某些端口的充电速度要比在其他端口要慢?这样一来会造成糟糕的用户体验,导致退货,进而影响用户的忠诚度。

更好的解决方案是在系统内的各端口间智能分配可用输入功率。TPS25740APD源控制器配备有两个引脚,可轻松在双Type-C端口系统中实现端口电力管理。

其中一个引脚UFP为开漏信号,它可实时显示输出端口的状态。UFP信号通常为高电平,但在输出Type-C端口接入有效负载后则会被拉低而输出低电平。另一个引脚PCTL为输入信号;当其被拉低时,会将TPS25740A广播的最大功率值切换为原广播值的一半。切换PCTL引脚的同时也会迫使与之相连的负载重新分配电力,从而确定该端口的输出电压及最高可用功率。

USB多端口的功率分配原理分析

图1 该36W系统配置了端口电力管理,可在两个端口间智能分配功率

图1所示的是一个36W双Type-C端口系统使用端口电力共享的例子。起初,当两个Type-C输出端口未接入任何设备时,则均向外广播满额功率值36W。其中一个端口接入设备后,则该端口可支持以36W满额功率对设备进行充电。由于接入了有效负载,该端口的UFP引脚信号输出低电平,并同时将TPS25740A另一端口上的PCTL引脚拉低。因此,另一端口的广播功率值降低到了18W。

如果此时在另一个端口也接入设备,该端口的UFP引脚信号也将被拉低,从而迫使前一个端口重新分配电力至18W。这就使得当两个端口同时给设备供电时,每个端口的功率都不会超过18W,总功率不超过36W。

需要注意的是,同样的技术其实能够用在多个端口系统当中。不过本文介绍的USB情况较为复杂,因此需要另外添加微处理器进行辅助,当然这个微处理器的不仅能够进行辅助,还能帮助开发者对系统的温度进行电力分配。

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