USB 电源供电
usb供电接口电路工作原理
usb供电接口电路工作原理
电源接口电路(USB)是一种通信协议，用于连接计算机和其他设备（例如手机，相机，游戏控制器等）的接口。
该接口不仅可以传输数据，而且还可以提供电源。
这篇文章将介
绍USB供电接口电路的工作原理。
首先，USB端口中有四个针脚，分别为Vbus，GND，D+和D-。
其中，Vbus针脚会向外
部提供5V电源。
这个电源的主要供应是由USB主控芯片提供的，也称为控制器。
这个控制器通常位于计算机或手机中。
其他设备需要通过USB电缆将自己的电源接口与USB主控芯
片连接起来。
当用户将设备插入USB端口时，USB主控芯片将通过D+和D-线对其进行检测。
如果设备无法识别，电流会被限制，以避免过流或短路情况发生。
如果USB主控芯片确定设备可用，将使用USB供电接口电路将电源提供给设备。
USB供电接口电路是一个复杂的电路，由许多不同的电路板和IC组成。
其中最重要的是稳压器。
例如，在供电线路上，稳压器将负责将输入电流降压到合适的电压并过滤噪声。
此外，每个USB设备也有自己的电源管理电路，用于监控供电电流和电压，并保护设备不
受电压过载或电流突然增加的影响。
总之，USB供电接口电路是连接计算机和其他设备的重要通信协议之一。
除了提供数
据传输功能，它还提供了电源的供应，让用户不必为设备接线而担心。
虽然复杂，但USB
供电接口电路的确发挥了很大的作用，已经成为现代互联时代中不可或缺的一部分。
USB供电的充电电路图及原理介绍
USB供电的充电电路图及原理介绍USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接电子设备的通用接口标准，广泛应用于电脑、手机、摄像机等设备之间的数据传输和充电。
USB供电的充电电路主要由电源适配器、USB线和充电设备三部分组成。
下面将详细介绍USB供电的充电电路图及其原理。
1.电源适配器：电源适配器是提供稳定电压和电流的装置，一般使用交流电源，通过内部的变压器、整流电路和滤波电路转换为直流电。
其输出电压通常为5V，输出电流根据充电设备的需求而定。
电源适配器中也包含了过压保护、短路保护等安全电路，确保充电过程中的安全性和稳定性。
B线：USB线是连接电源适配器和充电设备之间的传输介质，它由四根线组成，分别是VCC线、数据线（D+和D-）和地线。
其中VCC线是供电线，传输电源适配器输出的电压和电流给充电设备，数据线用于传输数据和控制信号。
3.充电设备：充电设备是通过USB线接收电源适配器提供的电源，并将电能转化为电池中储存的化学能。
充电设备通常由电池管理芯片、充电管理芯片和电池组成。
电池管理芯片用于监测电池的电压和电流，并控制电池的充电状态。
当电池电压低于一定阈值时，电池管理芯片会启动充电管理芯片。
充电管理芯片根据电池管理芯片的信号控制充电电流和电压，并对电池进行适当的充电。
充电管理芯片还会监测充电过程中的温度和电压，以保证充电安全和充电效率。
电池是充电设备的能量储存器，通过充电将电能储存在电池中。
电池的类型有很多种，如锂离子电池、镍氢电池等，不同类型的电池具有不同的充电方式和特性。
1.电源适配器将交流电转换为稳定的直流电，并输出到USB线中的VCC线上。
B线将电源适配器的输出电压和电流传输给充电设备。
3.充电设备中的电池管理芯片监测电池电压，并判断是否需要充电。
4.当电池管理芯片判断需要充电时，会发送信号给充电管理芯片。
5.充电管理芯片根据电池管理芯片的信号控制充电电流和电压，对电池进行充电。
usb供电接口电路工作原理
usb供电接口电路工作原理
USB供电接口电路是指将USB接口作为电源输入端口，通过电路设计和控制实现对外设的供电功能。
其主要工作原理包括以下几个方面：
1. USB供电接口电路的基本构成
USB供电接口电路由电源滤波电路、USB电源控制电路和供电输出电路组成。
其中，电源滤波电路用于稳定电源电压和滤除噪声；USB 电源控制电路用于检测电源输入，并控制供电输出的开关；供电输出电路则将稳定的电源输出给外设。
2. 电源输入的检测与控制
当外设插入USB供电接口时，电源控制电路会对电源输入进行检测，并确定是否提供供电。
一般情况下，USB供电接口会输出5V的直流电，但也有一些高功率设备需要更高的电源输出，这时便需要支持更高的电压输出。
在输出电压的选择、调节和保护方面，USB供电接口电路需要根据实际需求进行设计和调整。
3. 输出电源的保护与控制
输出电源的保护与控制是USB供电接口电路的重要功能之一。
通过对输出电流、电压、功率和温度等参数的检测和控制，可以实现对输出电源的保护和稳定控制。
同时，还可以对外设进行保护，防止因异常电压、电流等原因导致设备损坏。
4. 稳定电源输出的调节与优化
稳定的电源输出对外设的正常运行至关重要。
为了保持输出电源
的稳定性，USB供电接口电路需要采用合适的电源滤波电路和电源稳压模块，并通过软件和硬件控制手段进行调节和优化。
同时，为了保障设备的兼容性，还需要考虑不同操作系统和设备的电量需求，以及电源管理策略的优化和调整。
总之，USB供电接口电路的工作原理涉及多个方面，需要综合考虑设计和调整，以实现对外设的供电功能和保护。
USB工作原理
USB工作原理USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于连接计算机和外部设备的标准接口。
它的工作原理是通过传输数据和提供电力来实现设备之间的通信和互操作性。
USB接口广泛应用于计算机、手机、音频设备、打印机、摄像头等各种电子设备上。
USB的工作原理可以分为物理层、数据链路层和应用层三个部份。
1. 物理层：USB接口使用了四根线缆，分别是VCC（电源线）、D+（数据线+）、D-（数据线-）和地线。
VCC提供电源供电，D+和D-用于数据传输，地线用于电流回路的闭合。
USB接口还有一个ID线，用于识别设备类型。
2. 数据链路层：数据链路层负责传输数据和控制信号。
USB接口使用了主从结构，即一个主机（通常是计算机）连接多个从设备。
主机负责控制数据传输的起始和结束，从设备则按照主机的指令进行数据传输。
数据链路层分为控制传输、中断传输、批量传输和等时传输四种传输方式。
控制传输用于设备的配置和控制，中断传输用于传输实时数据，批量传输用于传输大量数据，等时传输用于传输实时音视频数据。
3. 应用层：应用层是USB接口的最高层，负责设备之间的数据交互和通信协议的实现。
USB接口支持多种设备类型，每种设备都有自己的通信协议和数据格式。
USB设备通过描述符来定义自身的功能和特性。
描述符包括设备描述符、配置描述符、接口描述符和端点描述符等。
设备描述符包含设备的基本信息，配置描述符包含设备的配置信息，接口描述符包含设备接口的信息，端点描述符包含设备端点（数据传输的起点和终点）的信息。
USB还支持热插拔功能，即在计算机运行时可以插入或者拔出USB设备而无需重新启动计算机。
这得益于USB接口的即插即用特性和操作系统对USB的支持。
总结起来，USB的工作原理是通过物理层的电源线和数据线进行电源供电和数据传输，数据链路层负责传输数据和控制信号，应用层负责设备之间的数据交互和通信协议的实现。
USB接口的设计和标准化使得各种设备可以方便地连接到计算机上，并实现数据传输和互操作性。
USB供电的充电电路图及原理介绍
USB充电电路图及原理介绍除直接供电USB器件外，USB更有用的一个功能是用USB电源进行电池充电。
由于很多便携装置(如MP3播放机，PDA)与PC交换信息，所以，电池充电和数据交换同时在一条缆线上进行将会使装置方便性大大增强。
把USB和电池供电功能结合起来，扩大了“非受限”装置(如移动web相机连接PC或不连接PC工作)的工作范围。
在很多情况下，不必携带不方便的AC适配器。
从USB对电池充电可以复杂也可以简单，这取决于USB设备要求。
对设计有影响的因素通常是“成本”、“大小”和“重量”。
其它重要的考虑包括：1)当设备插入到USB端口时，带放电电池的设备能够以多快的速度进入完全工作状态；2)所允许的电池充电时间；3)受USB限制的电源预算；4)包含AC适配器充电的必要性。
本文从电源观点详述USB之后，将针对这些问题给出解决方案。
图1 USB电压降(来自通用串行总线规定Rev2.0)1图2 USB器件插孔图3 从USB简单充电100mA和从AC适配器充电350mA不需要枚举，这是因为USB充电电流不超过“一个单元负载”(100mA)。
3.3V系统负载总是从电池汲取电流。
USB电源所有主机USB设备(如PC和笔记本电脑)至少可以供出500mA电流或每个USB插口提供5个“单元负载”。
在USB述语中，“一个单元负载”是100mA。
自供电USB插孔也可以提供5个单元负载。
总线供电USB插孔保证提供一个单元负载(100mA)。
根据USB规范和图1的说明，在缆线外设端，来自USB主机或供电插孔的最小有效电压是4.5V，而来自USB总线供电插孔的最小电压是4.35V。
这些电压在为锂离子电池充电时(一般需要4.2V)，其余量是很小的。
2插入USB端口的所有设备开始汲取的电流不得大于100mA。
在与主机通信后，器件可决定它是否可以占用整个500mA。
USB外设包含两个插孔中的一个。
两个插孔都比PC和其他USB主机中的插口要小。
USB外设的电源设计
USB外设的电源设计USB（Universal Serial Bus）外设的电源设计需要考虑以下几个方面：电源供应、电源管理、电源保护等，下面将对这些方面进行详细介绍。
一、电源供应B总线供电：USB外设可以通过连接到计算机的USB接口来获取电源供应。
根据USB规范，每个USB接口的标准供电电流为500mA，即最大功率为2.5W。
因此，设计USB外设时需要确保其功耗在规定范围内，以避免对主机和其他设备造成供电不足的影响。
2.外部电源供应：如果USB外设的功耗超过了USB接口的供电能力，或者想要更加稳定和可靠的电源供应，可以考虑采用外部电源供应方式。
这种方式可以通过USB接口上的5V和GND引脚，连接外部电源适配器或电池。
设计时需要注意外部电源的电压和电流要符合USB规范，并采取电源滤波、稳压等措施来确保电源的质量和稳定性。
二、电源管理1.电源模式管理：USB外设在不同的工作状态下对电源的需求是不同的，设计时可以采用电源模式管理来实现功耗的优化。
例如，在设备处于空闲状态时可以进入低功耗模式，以减少能耗。
2.电源控制：为了进一步节省能耗，设计时可以对外设中的不同部分进行功率管理。
通过在合适的时候关闭或者降低一些模块的工作电压或频率，可以有效地减少功耗。
三、电源保护1.过压保护：设计时需要加入过压保护电路，以防止输入电压过高对外设造成损害。
可以采用过压保护芯片或者稳压芯片来监测和控制输入电压的范围。
2.过流保护：USB接口的标准供电电流为500mA，为了防止外设的过载，设计时需要考虑加入过流保护电路。
可以采用不同方案，如熔断、过流保护芯片等来实现过流保护。
3.短路保护：设计时还需要考虑加入短路保护电路，以防止外设出现短路情况时对电源或其他设备造成损害。
可以通过检测输出电流来判断是否发生短路，并及时切断电源。
4.温度保护：为了防止外设因过热而损坏，设计时可以加入温度传感器和保护电路，一旦温度超过设定阈值，及时采取措施来降低温度或者停止工作。
USB供电原理范文
USB供电原理范文
在连接设备时，Vcc线上的电压通常为5V（根据不同的规范和设备可能会有一些变化）。
当设备插入到电脑的USB接口时，电脑会检测到设备的连接，并发送供电请求。
在确认供电请求后，电脑会通过Vcc线向设备提供电能。
1.简洁方便：USB接口只需要一根线就可以同时传输数据和供电，省去了传统电源线的麻烦。
2.统一标准：USB是一个通用的标准，几乎所有的电脑和设备都支持USB接口，因此可以方便地连接和充电。
3.能源效率：USB供电是一种低压电源，能源效率较高，减少了能源浪费。
4.安全可靠：USB接口具有过流保护等安全机制，可以保护设备和电脑的安全。
总结起来，USB供电原理是通过USB接口传输电力，利用Vcc线为设备提供电源信号。
USB供电具有简洁方便、统一标准、能源效率和安全可靠等优势。
随着USB技术的不断发展，供电能力和功能性也在不断提升，为各种设备的连接和充电提供了便利和可靠性。
USB供电的充电电路图及原理介绍
USB充电电路图及原理介绍除直接供电USB器件外，USB更有用的一个功能是用USB电源进行电池充电。
由于很多便携装置(如MP3播放机，PDA)与PC交换信息，所以，电池充电和数据交换同时在一条缆线上进行将会使装置方便性大大增强。
把USB和电池供电功能结合起来，扩大了“非受限”装置(如移动web相机连接PC或不连接PC工作)的工作范围。
在很多情况下，不必携带不方便的AC适配器。
从USB对电池充电可以复杂也可以简单，这取决于USB设备要求。
对设计有影响的因素通常是“成本”、“大小”和“重量”。
其它重要的考虑包括：1)当设备插入到USB端口时，带放电电池的设备能够以多快的速度进入完全工作状态；2)所允许的电池充电时间；3)受USB限制的电源预算；4)包含AC适配器充电的必要性。
本文从电源观点详述USB之后，将针对这些问题给出解决方案。
图1 USB电压降(来自通用串行总线规定Rev2.0)1图2 USB器件插孔图3 从USB简单充电100mA和从AC适配器充电350mA不需要枚举，这是因为USB充电电流不超过“一个单元负载”(100mA)。
3.3V系统负载总是从电池汲取电流。
USB电源所有主机USB设备(如PC和笔记本电脑)至少可以供出500mA电流或每个USB插口提供5个“单元负载”。
在USB述语中，“一个单元负载”是100mA。
自供电USB插孔也可以提供5个单元负载。
总线供电USB插孔保证提供一个单元负载(100mA)。
根据USB规范和图1的说明，在缆线外设端，来自USB主机或供电插孔的最小有效电压是4.5V，而来自USB总线供电插孔的最小电压是4.35V。
这些电压在为锂离子电池充电时(一般需要4.2V)，其余量是很小的。
2插入USB端口的所有设备开始汲取的电流不得大于100mA。
在与主机通信后，器件可决定它是否可以占用整个500mA。
USB外设包含两个插孔中的一个。
两个插孔都比PC和其他USB主机中的插口要小。
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在USB接口有四根线，分别是VBUS,D－,D＋,GND。
其中VBUS线是HOST/HUB向USB设备供电的电源线。
HOST/HUB每个端口通过VBUS提供的电流最大为500mA，电压范围是4.4V－5.5V，但是这并不是意味着设备可以无条件地使用VBUS向自己提供500mA的电流。
根据USB规范，从电源方面来讲，USB设备分为自供电和总线供电两种设备类型，设备通过枚举过程的设备描述符声明自己的电源要求。
自供电设备不使用HSOT/HUB的电源，而是自身有电源供应；总线供电即指设备电源来自VBUS。
如果是总线供电设备，USB规范按照设备工作时吸取的电流大小又规定了两种设备：low pwer和high power设备，low power设备任何情况下不得吸取超过100mA的电流，high power设备在正确配置之前不得吸取超过100mA的电流，如果已经配置，任何情况下不得吸取超过500mA的电流。
如果设备进入suspend状态，low power 设备任何情况下不得吸取超过500uA电流，high power设备在已经正确配置并且远程唤醒功能被主机使能的情况下不得吸取超过2.5mA的电流，否则不得超过500uA（2008年USB-IF对suspend 电流规定进行了变更，原来的500uA电流的规定过于严格，因此所有USB设备suspend电流放宽到2.5mA。
）。
从规范的规定来看，USB对电源管理是有严格要求的，因此，有些USB设备或者非USB设备不管三七二十一就从VBUS取电是违反USB规范的。
还有一种自供电和总线供电混合类型设备，其对VBUS的使用规定和总线供电设备相同。
但是在实际使用中，USB电源往往被滥用。
许多厂商的USB设备并不送到USB-IF进行认证，此种情况下，其USB电源的设计往往未必满足USB规范。
从duoduo所观察过的PC主板和HUB来看，许多主板/HUB并没有在VBUS的供电上严格遵从USB规范，通常是直接从电源模块送+5V到VBUS上，有的甚至连VBUS过流检测电路都没有。
主板的VBUS供电能力还和主机使用的开关电源有很大关系，一些劣质电源向VBUS提供的电流根本就达不到500mA或者是大电流下VBUS电压降的很厉害导致设备不能正常工作；而没有VBUS过流检测的主板在USB外设故障情况下有导致主板烧毁的危险。
HUB有无源和有源两种，有源HUB和HOST的VBUS指标相同，无源HUB由于本身没有电源，挂在其下的所有设备吸取的电流总和不能超过该HUB上行端口所能够获得的电流。
目前市面上流行的各种USB设备，在VBUS电源设计上能够满足规范的其实也不多，很大一个原因是一些终端用户喜欢的功能特性其实无法满足USB规范；不过，USB是一个发展变化很快的技术，需求与规范的矛盾都在逐渐的解决中，典型的如USB-IF新发布的USB充电器规范就是为了解决此前USB设备既想满足规范但又希望利用VBUS电源给电池充电的矛盾。
但是如果你的USB设备需要通过USB-IF的认证以获得在设备上使用USB logo的权利，那麽电源设计就将真的要小心了，你的设备必须严格遵从USB规范中的电源规定，否则功亏一篑，数千美金的认证费就会白白扔掉了。
在设备使用VBUS供电的时候除了考虑电流大小之外还必须考虑VBUS的电压以及设备刚接入时的浪涌电流大小，USB规范中VBUS电压在4.4V-5.5V之间，根据HOST/HUB的不同，少数劣质HOST/HUB会超出这个规定，如果设备使用3.3V或更低电源，简单从VBUS加个低功耗LDO就可以了，但是如果设备直接使用VBUS作为自身电源则必须考虑设备能否在4.4V-5.5V下都能够正常工作，否则兼容性问题会让你大伤脑筋。
另外据说有的笔记本电脑仅能向VBUS提供100mA电流，这个duoduo没有研究，哪位可以补充一下。
至于浪涌电流，是USB-IF认证中的一项，我们通常习惯性的在设备电源入口加一个数十uF乃至数百uF电容的做法此时根本是不可能通过浪涌测试的；从duoduo的经验上来看，这个电容一般取小于4.7uF或者2.2uF，由于后面的电路也在设备的VBUS电源入口处存在等效电容，因此实际取值应该根据浪涌测试结果进行调整。