隸屬USB-IF下的Battery Charging 工作小組(主要參加者多為手機(jī)相關(guān)廠商，如Nokia, Qualcomm, Motorola, 中國(guó)大陸TMC…等)，歷經(jīng)多年的討論，即將推出最新版(V1.1)的「電池充電規(guī)格」，此規(guī)格主要在製定透過(guò)USB介面充電的裝置與提供透過(guò)USB介面充電的設(shè)備(如系統(tǒng)、充電座)間的規(guī)範(fàn)，特別是把USB標(biāo)準(zhǔn)的供電量從500mA提升到1.5A的最大可能，企圖統(tǒng)一目前混亂的局面(各國(guó)都有自己訂定的規(guī)格)，也避免使用者因?yàn)橥高^(guò)USB介面充電而遭遇問題。(左圖一：USB介面專用充電器)
此外該電池充電規(guī)格還允許PC和集線器提供更高等級(jí)的電流，因而能夠縮短所連接可攜式設(shè)備(Portable Device)的充電時(shí)間。就如同USB-IF總裁Jeff Ravencraft所說(shuō)的: 該電池充電規(guī)格允許多種可攜式設(shè)備透過(guò)USB埠或標(biāo)準(zhǔn)的充電器進(jìn)行充電，因而無(wú)需為不同的設(shè)備攜帶多個(gè)充電器。
重點(diǎn)項(xiàng)目
V1.1的電池供電規(guī)格中定義了四個(gè)新的品項(xiàng):智慧充電器(Dedicate Charger)、可支持智慧充電的系統(tǒng)(Charging Host)、能透過(guò) USB充電的設(shè)備(Portable Charging Device)與新定義的多功能USB介面規(guī)範(fàn)(Accessory Charger Adapter)。
規(guī)格中定義了一種機(jī)制，使可攜式設(shè)備能夠檢測(cè)到它們是連接到壁式充電器、大電流主機(jī)、集線器，或是連接到常規(guī)的主機(jī)或集線器。若可攜式設(shè)備連接到壁式充電器、大電流主機(jī)或集線器，則該設(shè)備可以即刻汲取大於500mA的電流。若可攜式設(shè)備連接到一臺(tái)PC或集線器上，則按照USB 2.0規(guī)格的要求，需要將該設(shè)備的電流限制為2.5mA、100mA或500mA。
此一規(guī)格也製定了可攜式設(shè)備如何判斷供電裝置的方法，在符合USB規(guī)格的情況下，允許周邊裝置透過(guò)USB界面，安全的充電並使用裝置。而且也製定了可攜式設(shè)備在哪些情況下可以使用多大的電流等規(guī)範(fàn)，讓系統(tǒng)廠商有規(guī)則可循。例如可攜式設(shè)備可以再符合特定條件下，使用100mA的電流來(lái)進(jìn)行不限時(shí)間的充電動(dòng)作等等，因?qū)ご艘灰?guī)範(fàn)，就算是不小心插入到一般系統(tǒng)的USB界面，也不會(huì)造成損傷。另外透過(guò)監(jiān)控D+ 與 D-兩根主要訊號(hào)線的電壓與電流變化，Portable Device也能夠判斷目前連接的設(shè)備是一般系統(tǒng)的USB界面、專用充電器或是具充電功能的USB界面。
| 圖二︰Dedicate Charger的辨識(shí)機(jī)制 |
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相關(guān)的測(cè)試規(guī)範(fàn)
因各國(guó)大多沒有對(duì)USB界面的充電器訂定特別的測(cè)試，而為了統(tǒng)一手機(jī)等可攜式設(shè)備的充電器規(guī)格，中國(guó)自2007年起，規(guī)定所有的可攜式設(shè)備須提供透過(guò)USB界面充電的功能，並進(jìn)一步規(guī)範(fàn)USB介面充電器的性能。至於USB-IF則尚未公佈正式的測(cè)試規(guī)範(fàn)，草擬的相關(guān)文件則是USB Charging Port V0.1與ACA V0.6.，其測(cè)試概要分為參數(shù)測(cè)試和智慧充電器判別機(jī)制測(cè)試。
參數(shù)測(cè)試 :
- 規(guī)定的電壓、電流、電阻、電容和時(shí)間
- 最大充電電流為1.8A，最大輸出電流為1.5A(充電器)與0.5A(系統(tǒng))
- 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的最大電流需以輸出電壓為3.6V時(shí)測(cè)量到的電流為準(zhǔn)，允許+50%的誤差
智慧充電器判別機(jī)制測(cè)試 :
- 目前的規(guī)範(fàn)利用D+和D-信號(hào)線做為判別的依據(jù)
針對(duì)USB-IF訂定的四種產(chǎn)品項(xiàng)目，除了智慧充電器(Dedicated Charger)只需做部分修改就可符合協(xié)會(huì)的規(guī)範(fàn)外，能符合規(guī)範(fàn)的其他類型產(chǎn)品目前還未上市。
而USB-IF所訂定的「電池充電規(guī)格」與中國(guó)大陸所製訂的規(guī)格最大不同處便在於其所支援的品項(xiàng)。
| 項(xiàng)目 |
USB-IF規(guī)範(fàn) |
中國(guó)YDT1591-2006 |
| 定義品項(xiàng) |
Dedicated Charger、Charging Host、Portable Charging Device、Accessory Charger Adapter
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Dedicated Charger |
| 輸出電壓 |
DC :4.75V-5.25V |
DC :4.75V-5.25V |
| 輸出電流 |
500-1500mA
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300-1800mA |
| D+ / D- 處理 |
D+和D-短接 |
D+和D-短接 |
| 輸出電壓與輸出電流之間關(guān)係 |
有詳細(xì)的定義和規(guī)範(fàn) |
需要符合給出的輸出電壓和電流關(guān)係圖 |
| 界面 |
USB A / Micro USB AB |
USB A |
| 設(shè)備判別機(jī)制 |
對(duì)判別機(jī)制和要求有詳細(xì)的定義和規(guī)範(fàn)。 |
“當(dāng)手機(jī)測(cè)檢測(cè)到鏈接的供電界面中D+和D- 處?kù)抖探訝顟B(tài)時(shí)，表明所連接的裝置為本標(biāo)準(zhǔn)定義的充電器。否則表明所連接的裝置不屬於本標(biāo)準(zhǔn)定義的充電器，在此情況下手持機(jī)側(cè)應(yīng)啟動(dòng)限流措施，吸收電流不大於500mA” |
雖然市面上已經(jīng)出現(xiàn)部分宣稱符合「電池充電規(guī)格」的電源管理晶片，不過(guò)目前USB-IF還沒有開始進(jìn)行認(rèn)證測(cè)試，國(guó)內(nèi)除了測(cè)試實(shí)驗(yàn)室百佳泰等少數(shù)長(zhǎng)期參與「電池充電規(guī)格」討論與訂定的廠商外，有許多廠商甚至還不知道有這份規(guī)格的存在。 而針對(duì)現(xiàn)有的USB-IF測(cè)試規(guī)範(fàn)，百佳泰也已協(xié)助了充電器廠商完成測(cè)試。利用百佳泰自己開發(fā)的PDET測(cè)試製具，量測(cè)包括輸出電壓、過(guò)衝電壓、短路恢復(fù)時(shí)間、相關(guān)電組和電容以及輸出電流等測(cè)試內(nèi)容。並且正向USB-IF提案相關(guān)的測(cè)試規(guī)範(fàn)。
| 圖三：百佳泰開發(fā)的PDET測(cè)試製具 |
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| 圖四: USB充電設(shè)備的列舉流程 |
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現(xiàn)有電池充電規(guī)格待改善之處
V1.1的電池供電規(guī)格的規(guī)格書雖然可以提供較大電流的充電需求，但基於要相容於舊有的USB裝置，並沒有大幅改正USB裝置描述元的部份，特別是最大電流(Max Power)、HUB描述元等，硬體上雖然可以透過(guò)機(jī)制來(lái)判斷是否要進(jìn)入”大電流”狀態(tài)，但對(duì)作業(yè)系統(tǒng)而言，並沒有辦法取得資訊或控制過(guò)程，所以目前已有由微軟所主導(dǎo)的新版規(guī)格針對(duì)此點(diǎn)在討論。新版規(guī)格書主要是針對(duì)韌體與軟體的部分，希望作業(yè)系統(tǒng)可以探知”充電”的過(guò)程與狀態(tài)，例如預(yù)計(jì)充電時(shí)間，電流使用狀態(tài)，電流分配，過(guò)電流警示等。相信有了這些突破，在不久的將來(lái)，支援USB充電的系統(tǒng)將可以扮演一個(gè)快速又聰明的“充電站”。 |
