导言
不管您身处何处，环顾四周时，很或许会看到有人正在运用便携式设备。不管是在家里、车上仍是刺进到计算机，USB供电的便携设备均需求选用智能办法确认正常作业以及充电所需的适宜功率。因为便携设备品种繁复、USB端口千差万别以及可充电电池的特性杂乱，2010年公布的USB电池充电规范1.2版 （简称为BC1.2） 成为树立经过USB端口为电池充电的正确办法的要害规范。可是，即便有了BC1.2规范，有些便携设备制造商依然选用专有的充电器，使得USB电池充电范畴更为杂乱。
本文评论USB电池充电最新行业规范的推动力及其界说的技术规范，也给出了完成对各种专有便携充电设备进行大电流充电的USB端口的简略战略。
电池充电规范的迫切性——BC1.2规范公布之前
USB得到广泛遍及是因为其可以为外围设备供电。USB孕育于上世纪90年代中期，开端的意图是将外部设备（例如键盘、鼠标、打印机、外置驱动器等）衔接至计算机。跟着越来越多的各种便携式设备遭到喜爱，也相同需求为其供电。运用数据传输衔接器供电的才能使得USB在便携式商场具有直接而明显的优势。
在2007年第一个电池充电规范公布之前，测验为电池充电本质上是一种冒险——成果十分难以预测。当2000年呈现USB 2.0时，外设默许吸收100mA电流，除非明晰洽谈将电流增大至最高500mA。假如总线上经过一段推迟后没有数据活动，总线将进入“挂起”形式，将答应吸收电流约束到2.5mA。假如便携设备的电池彻底耗尽，测验运用规范端口进行充电时，则只能牢靠吸收2.5mA电流！
实践上，许多电子设备制造商并不严格遵守USB 2.0规范，在其供给的USB端口中不选用这些电流限值。有些（大多数）USB端口不管枚举仍是持续活动都答应100mA电流；有些端口乃至供给500mA电流，而不考虑必要的功率洽谈。有些便携设备的运用要求超越100mA的电流，并过错假定USB端口总是可以供给500mA电流。
好的充电计划有必要知道怎么告诉便携设备从USB端口吸收多少电流是安全的。虽然合乎逻辑，但之前不置可否的USB“事态”存在一个首要问题——假如吸收电流超越预期，USB端口将怎么呼应？有些端口将彻底关断，并一向坚持关断状况，直到外设拔出后再从头刺进；有些端口将触发USB体系复位，从头启动枚举进程。
BC1.2规范的推出
电池充电并不是USB的原始特性，因而，在BC1.2公布之前，官方并未就为关断设备的电池充电做出任何规则。经过树立明晰的USB端口供电才能交流办法，BC1.2规范改进了其间许多问题。
不管可充电电池运用的资料怎么，均需在作业和充电期间予以特别考虑。例如，Li+电池制造商有时候规则最低放电水平；超越该门限的深度放电电池需求首先在预处理形式下进行充电，然后再开端彻底充电。电池到达标称条件后，即可选用较高电流，以缩短充电时刻，这一般称为恒流形式。当电池简直充溢时，持续选用恒流形式或许有害。智能充电计划将切换至恒压形式，对电池进行“浮充”。因为电池的特性杂乱，为完成牢靠充电，有必要选用定制，现在大多数便携设备在终究产品中包含专用的电池充电操控器。
BC1.2规范的一项附加优势是规则了对耗尽电池或弱电池的充电。低于“弱电池门限”的电池答应选用高于2.5mA挂起电流的电流进行充电，与端口类型无关。一旦电池到达标称水平，要求设备在特定的时刻内进行枚举，以便坚持从要求枚举的USB端口吸收较高的电流。
并非一切端口都彻底相同
BC1.2规范扼要规则了三种不同类型的USB端口和两种要害目标。“充电”端口是可供给500mA以上电流的端口；“下行”端口依照USB 2.0规范传输数据。BC1.2规范也确认了每个端口应怎么向终端设备枚举，以及辨认运用端口类型的协议。三种USB BC1.2端口类型为SDP、DCP和CDP （见图1）：
1. 规范下行端口（SDP）。这种端口的D+和D-线上具有15kΩ下拉电阻。限流值如上评论：挂起时为2.5mA，衔接时为100mA，衔接并装备为较高功率时为500mA。
2. 专用充电端口（DCP）。这种端口不支撑任何数据传输，但可以供给1.5A以上的电流。端口的D+和D-线之间短路。这品种型的端口支撑较高充电才能的墙上充电器和车载充电器，无需枚举。
3. 充电下行端口（CDP）。这种端口既支撑大电流充电，也支撑彻底兼容USB 2.0的数据传输。端口具有D+和D-通讯所必需的15kΩ下拉电阻，也具有充电器检测阶段切换的内部电路。内部电路答应便携设备将CDP与其它类型端口区别开来。
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图1. USB BC 1.2规则的端口类型。
十分走运，DCP在电气上完成模仿十分简略。D+和D-短路在一起（BC1.2规范规则两者之间的最大阻抗为200Ω），线路相对于地坚持浮空。便携设备辨认DCP时只需运用信号驱动D+或D-，然后在另一根线上检测相同信号。实践上，BC1.2规范的端口辨认程序便是这么做的。假定便携设备在D+上设定一个电压并丈量D-，然后在D-上设定一个电压并丈量D+。有了这么简略的设置，就很简略规划带有USB衔接器的墙上充电器。规划者只需将衔接器上的两个引脚短路，然后将其添加到可以供给2A、5V电源的现有墙上充电器。真是这样吗？不尽然。
即便有BC1.2规范可循，有些电子设备制造商依然为其专用充电器开发定制协议。当您将这样的设备衔接至彻底契合BC1.2规范的充电端口时，或许依然会发生报错音讯：“Charging is not supported with this accessory.”（不支撑该附件充电）。虽然呈现该报错音讯，此类设备实践或许依然进行充电，但充电电流极端小。走运的是，简直一切此类专有充电器运用5V和地之间的电阻分压器设定D+和D-线上的直流电平，然后辨认自身（图2）。
图2. 不同制造商的专用充电端口。
又十分走运的是，有一种智能、低成本计划可对这些制造商的设备以及契合BC1.2规范的设备进行最佳充电。
端口检测是必需的
USB充电器适配器仿真器
USB充电器适配器仿真器是一种使专用充电器表现为BC1.2 DCP或其他专有充电器的器材。充电器适配器仿真器为墙上充电器供给动态元件，无需添加分立的操控单元，即可检测所连设备的类型。许多充电器适配器仿真器可运用硬件装备，挑选不同的充电器辨认特性；其它仿真器具有自动检测电路，检测所衔接便携设备的类型，可在制造商的特定分压器和BC1.2 DCP形式之前进行切换。
为了便利、有效地集成至墙上充电器，USB充电器适配器仿真器的尺度有必要很小，外部元件数量有必要很少。例如，MAX14630/MAX14632充电器适配器仿真器可装备为自动检测USB BC1.2兼容设备、Apple 1.0A设备、2.1A设备或Samsung® Galaxy Tablet 2A设备。其间每种USB适配器仿真器只需一个旁路电容，选用2.90mm x 1.60mm封装。图3所示的电路是兼容Apple 1A和USB BC1.2兼容设备的单个专用充电器的快速完成。该适配器模仿器默许将电阻分压器衔接至数据线，但可以依照BC1.2自动检测USB BC1.2设备并将D+和D-短路在一起。合作交流通直流5V电源运用时，运用适配器仿真器洽谈正确的限流值，可以对各种便携设备进行最佳充电。
图3. 自动检测USB BC1.2/Apple 1A设备的DCP示例。该规划选用MAX14630/MAX14632 USB充电器适配器仿真器。
专用充电器相对简略；充电下行端口支撑USB 2.0数据率以及处理高达1.5A充电电流，添加了杂乱度。为了有别于专用充电器，CDP具有BC1.2规范规则的内部电路；在端口检测阶段，当检测到便携设备驱动D+时，内部电路可以将D-驱动为规则电压。内部电路只能在端口检测期间切换，并且在关断时只能在总线上发生规则巨细的寄生%&&&&&%。这些限值由USB 2.0规范规则，该规范规则保证高速USB通讯的电路参数。
端口检测阶段之后，兼容BC1.2规范的CDP断开以上所述的内部电路，即可进行正常的USB数据传输。风趣的是，有一个问题是CDP中存在而DCP中所没有的：数字噪声裕量。依据USB 2.0规范，USB电缆中的100mA接地电流会在主机地和设备地之间发生25mV的电压差。因为电流可高达1.5A，所以CDP及兼容BC1.2规范的便携设备有必要可以解析设备与主机地失调最大达375mV的数据。这些要害问题的重点是规划者不能随意建立CDP，有必要慎重保证正常作业。
USB主机适配器仿真器
USB主机适配器仿真器组合了高速USB模仿开关（能处理高达480Mbps的USB 2.0数据）和USB充电器适配器仿真器电路。除DCP和专有充电器特性外，主机适配器仿真器可装备为SDP和CDP直通形式，契合BC1.2规范规则。CDP直通形式下，初次衔接设备时，设备模仿CDP功用。然后，为了支撑正常的USB 2.0通讯，经过充电器检测阶段后，将D+和D-线的操控交给USB主机收发器。
此类设备的可装备性使得主机适配器仿真器特别适合于计算机。例如，当计算机衔接至电源时，可经过将主机适配器仿真器装备为CDP，使能高电流USB充电端口。当运用笔记本电脑的电池电源作业时，计算机可将适配器仿真器切换至规范USB端口装备，将电流吸收约束到最大500mA。经过将适配器仿真器从头装备为专用充电器，当笔记本封闭但仍衔接有电源
