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一文让你通晓USB 2.0集线器电源办理

USB集线器不仅可向下游的USB端口提供数据和电源,还允许主机通过软件对连接到下游端口的设备进行电源管理。USB 2.0集线器系统中的电源分配与管理堪称

USB集线器不只可向下流的USB端口供给数据和电源,还答应主机经过软件对衔接到下流端口的设备进行电源办理USB 2.0集线器体系中的电源分配与办理可谓决议体系是否彻底符合USB标准(2.0版)的主要要素。

电源分配

一切衔接到USB端口的设备可装备成低功率或高功率,这取决于设备的电压和电流要求。

首先将一切USB设备枚举为低功率器材。主机在枚举完成后查看设备装备描述符的bMaxPower字段。假如bMaxPower标明该设备归于高功率,并且可供给相应电源,那么主时机答应将该设备转为高功率。

USB设备可被分为自供电和总线供电。图1给出了这两种集线器装备。

总线供电集线器体系

在这种装备下,集线器的内部作业及其下流端口都由集线器上游端口的VBUS供电。这种装备无需本地电源。

在总线供电的体系中,一切下流设备有必要是低功率设备。这是因为集线器从上游电源耗费的最大电流为500mA,且集线器本身作业还要运用一部分电流,所以无法将500mA电流彻底供给给下流设备。因而,在超越四个端口或下流包括高功率设备的规划中不主张运用总线供电的集线器装备。

重要的规划考虑要素

● 切勿将两个总线供电的集线器进行串联。

● 总线供电的集线器无法供给超越100mA的电流,因而不能为其下流端口上衔接的集线器供电。

● 总线供电的集线器不能为高功率设备进行供电。

● 总线供电的集线器要求具有电源开关(如“电源办理”中所述)。

自供电集线器体系

自供电集线器将来自本地电源的功率分配到其下流端口。这种集线器控制器的功率既可以来自本地电源,也可以来自VBUS。自供电集线器本身作业耗费的最大电流为100mA。经过VBUS为其USB接口供电的自供电集线器可被称为混合供电集线器。运用混合供电集线器可区别断开衔接的设备和封闭电源的设备。

运用自供电集线器会添加规划的复杂性。USB标准(2.0版)的7.2.1节要求用一种机制来辨认VBUS的存在,并相应地为D+/D-上拉电阻进行供电。当VBUS移除后,设备有必要在10秒内关断D+/D-上拉电阻的电源。违背这一要求或许会引起各种体系毛病,并且将无法经过USB合规性测验。一种有文件记载的毛病便是上游设备的复位问题。复位问题或许导致PC冷启动毛病或集线器无法枚举下流设备。此外,其它毛病还包括无法从挂起状况中正确康复以及强制其它枚举设备断开总线等。混合供电集线器规划则无需进行VBUS监督。

重要的规划考虑要素

● 自供电集线器需求一种机制来查看VBUS的存在并相应地驱动D+/D-线路。

● 自供电集线器需求为下流端口完成过流维护。

● 在具有超越四个下流端口的体系中运用自供电集线器。

● 在包括高功率设备的体系中运用自供电集线器。

电源办理

出于安全考虑,USB标准(2.0版)要求为一切自供电集线器规划供给过流维护。运用外部电源开关完成过流检测和电源切换。过流维护可运用聚合物PTC或固态开关来完成。

电源切换意味着您的USB集线器能封闭下流设备的电源。一切总线供电集线器规划都要有电源切换功用。此外,自供电集线器还能为下流端口完成电源切换,但这并不是必需的。电源切换能以群组形式和单个形式完成。在群组形式下,假如组中一切端口耗费的总电流超出了预设约束,那么集线器就可将这组端口一起封闭。在单个形式下,集线器仅封闭超越约束的单个端口。

当单个端口处于未装备或封闭状况时,此单个端口的电源就会被封闭。在群组形式下,只要组中一切端口都处于未装备或封闭状况时,集线器才会封闭这组端口。假如群组中恣意一个端口收到SetPortFeature(PORT_POWER)恳求,集线器就会翻开端口组。

单个形式电源切换

单个形式端口维护功用为每个端口运用专用开关。当端口呈现电源浪涌时,集线器会将其电源封闭。因为单个形式需求为每个端口装备专用开关,因而本钱更高。图2给出了单个形式电源切换的实例。

电源开关引脚:

● 当下流端口呈现过流时,FLAG A和FLAG B会向集线器宣布告警。

● OUT A和OUT B为下流端口进行供电。

● EN1和EN2经过切换OUT A和OUT B来启用或禁用下流端口的电源。

群组形式电源切换

群组中包括的任何一个端口呈现电源浪涌都会导致集线器封闭群组中一切端口的电源。这种办法中因为多个端口共用一个开关,因而本钱比较低。可是,清楚明了的缺陷是组中一个端口呈现浪涌就会使一切端口断电。图3给出了群组形式电源切换的实例。

挂起状况

一切USB设备都应支撑挂起状况,然后最大极限地下降功耗。USB设备可以从任何其它USB状况转为挂起状况。若上游数据线路坚持闲暇状况超越3ms,设备就会进入挂起状况。在挂起状况下,USB集线器需求为D+或D-线路供给电流,然后让其下流设备坚持正确状况。总线上的任何活动都会将设备从挂起状况唤醒。在挂起状况下,设备从上游端口最大耗费2.5mA电流。

虽然USB协议是以主机为中心的,但支撑长途唤醒的设备也可告诉主机让设备退出挂起状况,并康复事务处理。本文介绍了USB 2.0集线器体系的装备和电源办理等选项,并可作为参阅攻略,用于规划彻底满意USB标准(2.0版)的集线器体系。

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