USB-toiteedastuse (PD) kasutuselevõtt parandab oluliselt USB-liidese protokolli toitevõimsust ja võib toetada kuni 100 W süsteemi. Andmete edastamisel on vaja ainult ühte kaablit, et anda elektroonika-/elektriseadmetele rohkem toidet. Seetõttu saab vähendada kasutatavat ruumi ja paigalduskulusid. USB PD tähendab, et toitesuund ei ole enam fikseeritud. Seetõttu võib seade olenevalt konkreetsest olukorrast toimida vastuvõtjana (saada toidet VBUS-ist) või toiteallikana (pakkuda toidet VBUS-i kaudu). Seade saab kasutada PD spetsifikatsiooni suure võimsusega rakenduste rakendamiseks ja ühendatud riistvara loendamiseks. Pärast seda saavad nad vajaliku jõu pakkuda. Näide on seadme kaudu laadimine.

Disaini eesmärk

Seadmete kaudu laadimise kujundamiseks on palju võimalusi. Põhimõte seisneb selles, et laadija toide edastatakse pordi 1 kaudu pordi 2 kaudu, et laadida ühendatud riistvara (näiteks sülearvuti). Seda saab aga saavutada mitmel erineval viisil ning igal neist on oma eelised ja puudused.

Hankige vsafe5v

Selles jaotises tutvustame kahte erinevat disainimeetodit, mida saab kasutada vsafe5v juurutamiseks. Ühes disainis läbib vsafe5v ka porti 2, samas kui teises disainis genereeritakse vsafe5v sisemiselt.

Joonis 1: skemaatiline diagramm, mis kirjeldab vsafe5v laadimist läbi pordi 2

Vsafe5v, mis läbib porti 2, on kirjeldatud joonisel 1. Kui ühendatud riistvara nõuab suuremat võimsusprofiili, kasutab port 2 sama profiili. Kui port 2 on läbirääkimisprotsessi lõpetanud, teatab port 1 sülearvutile, et toide on valmis.

Selle meetodi peamine eelis on see, et see hoiab disaini lihtsana ega vaja sisemist 5 V generaatorit. Sellel marsruudil on aga ka mõned puudused. Kuna vsafe5v on otse läbi, sõltub pingetase ja vooluvõimsus otseselt pordi 2 toiteallikast. Kui sisendpinge on PD spetsifikatsiooni alampiiri lähedal (4.75 V kuni 5.5 V), võib vsafe5v olla pordi 1 spetsifikatsioonist madalam. Selle põhjuseks on pingelangus läbi vooluahela. Veel üks puudus, mida tuleb märkida, on see, et kõrgepinge läbirääkimisprotsess peab läbima täiendavad läbirääkimisetapid pordi 2 poolel. See võib olla veidi aeganõudev, seega on võimalik PD ajastuse spetsifikatsiooni ületada.

Joonis 2: pardal oleva vsafe5v skemaatiline diagramm otse juurutamise kaudu

Teine võimalus on genereerida paletil vsafe5v, nagu on näidatud joonisel 2. Sel juhul saab vsafe5v genereerida täielikult kooskõlas usbpd spetsifikatsiooniga. Siin näidatud näide kasutab sülearvuti vastuvõtja funktsiooni ja määrab ühendatud seadme jaoks parima laadimisrežiimi. Seejärel tehke profiili üle läbirääkimisi pordi 2 kaudu ja määrake pingetase, enne kui roll lülitub pordile 1. Kui pordile 1 lülitumine on lõppenud, saab see seada ühenduse riistvarapäringu jaoks kõrgema profiili, kuna laadimisprofiil on pordis 2 juba saadaval. .

See disainilahendus on kasulik, kuna vsafe5v toimivust saab ennustada. Põhjus on selles, et vsafe5v genereeritakse sisemiselt. Lisaks ei pea pordis 2 läbirääkimispinget uuesti läbi rääkima, mis kiirendab kogetud pöördeaega. Sellel lähenemisviisil on aga ilmne puudus, mida tuleb tunnistada. Seda tüüpi kujundust ei saa kasutada teatud hostide jaoks, st selliste hostide jaoks, mis lülituvad mitme profiili vahel. Tuginedes ftdi insenerimeeskonna testitud erinevatele hostidele ja jaoturitele, täheldati erinevate tootjate vahel erinevusi võimsusläbirääkimiste rakendamisel.

muud kaalutlused

Lisaks ülalkirjeldatud vsafe5v-le tuleb seadme kaudu laadimise kavandamisel arvestada ka muude teguritega. Nende hulka kuuluvad:

1. VBUS tühjenemine – kuna otselaadimisseade toimib algselt vastuvõtjana, peab insener olema teadlik VBUSi tühjenemise vajadusest. Kui seade on allikana lahti ühendatud, peab see pöörduma tagasi oma algse vastuvõtja rolli juurde. Samal ajal peab VBUS määratud aja jooksul tühjenema kogu läbipääsutee ulatuses.

2. Pingelangus – pingelang kogu läbimise teel peab olema minimeeritud.

Osalise tühjenemise süsteemi voolutee tõhusa toimimise tagamiseks kasutatakse läbiva osalahendusseadme poolt juhitavat koormuslülitit. See koormuslüliti sisaldab läbipääsutransistorit (tavaliselt MOSFET koos sisse- ja väljalülitusplokiga). Kuna osalise tühjenemise laadimisvool võib olla kuni 5a, tuleb meeles pidada, et koormuslüliti tühjendustakistuse allikas (RDSON) peab olema madal, et sellega kaasnev võimsuskadu ei oleks liiga suur ja pinge pordis 1 jääb osalise tühjendamise spetsifikatsiooni piiresse.

3. Ülepingevoolu piirang – kui laadija on ühendatud pordiga 2 ja laadimisseade on ühendatud pordiga 1, võib tekkida liigvool, kui mahtuvuslik koormus lülitatakse toitesiinile. Liigvoolu suurus sõltub pinge tõusu tõusuajast ja koormusmahtuvusest. Järsk pingeramp suurendab liigvoolu ja põhjustab VBUS-i mööduvat langust. See võib põhjustada ühendatud riistvara lähtestamist, mida tuleb vältida. Lisaks ühendusriistvara funktsiooni mõjutamisele võib see tingimus kahjustada või lühendada koormuslüliti komplekti kasutusiga. Kuigi suur koormusmahtuvus vähendab mööduvat pingelangust, suurendab see sisselülitusvoolu. Seetõttu on pinge rambi tõusuaja pikendamiseks vaja kontrollida koormuslüliti konversioonimäära ja optimeerida koormusmahtuvust, et piirata käivitusvoolu ja VBUS-i langust. Koormuslüliti lülituskiiruse juhtimise eeliseks on ka see, et liigvoolukaitsemeetmena (kõrge liigvoolu olemasolu tõttu) võib see takistada laadijal läbiva seadme toiteallika väljalülitamist, kuna see põhjustab ilmselgelt osalise tühjenemise laadimise katkestamine.

4. Sisemine voolutarve - sisemise energiatarbimise eesmärgil on ilmne, et laadimisrežiimist on vaja teatud võimsust maha arvata. Seda tuleb süsteemi tööparameetrite määramisel arvesse võtta.

Järeldus

Otseühendusvõimalusega PD-seadmete üldine disainieesmärk on tagada sujuv ühendus ja toitevarustus erinevate USB PD-hostide või jaoturite vahel. Kui insenerid tagavad, et nad mõistavad täielikult kõiki selles artiklis käsitletud projekte, suudavad nad selle eesmärgi saavutada. Ftdi pakub täiustatud kahe pordiga IC-tehnoloogiat, mis on vajalik USB-toiteedastussüsteemi arendamise toetamiseks, nagu eespool kirjeldatud. Ettevõtte jõuülekande IC võimaldab riistvaral lülituda vastuvõtjalt allikale ilma andmevoo katkemiseta.

See sisu pärineb võrgust / elektroonilisest innovatsioonivõrgustikust. See veebisait pakub ainult kordustrükki. Selle artikli vaadetel, seisukohtadel ja tehnoloogiatel pole selle veebisaidiga mingit pistmist. Rikkumise korral võtke meiega ühendust, et see kustutada!