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USB的电源管理

2013-10-21 17:28
Minor昔年
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  这一部分规范,在新的USB 2.0规范中没有作太大的变更。基本上,在中止模式下,消耗电流为500μA;在配置模式下,为500 mA;而在未配置模式下,为100 mA。由于USB的优点之一即是由总线供电给设备,因此设各可以通过总线来取得电源,而无须外部额外的电源插座或缆线。然而,许多人在直接选择这个便利的特性时,却没有考虑到一些根本的限制条件。USB设各在其配置描述符中,以2 mA为单位来设置其电源消耗量。即使设备已失去了部分外部电源的消耗,也不能大于在设各列举时所设置的电源消耗数值,来增加其电源的消耗量。

  基本上,不论是集线器或设各都可区分为自我供电或总线供电两种类型。总线供电又可再区分为低功率与高功率两种。此外,根据USB规范,所有的集线器或设备都必须支持中止(suspend)模式,而且中止模式下的消耗电流不能超过500 ph。这是非常重要的特性。根据供电方式的不同,USB设备可分为下列几个类型。

  1.总线供电集线器

  所有的电源均由上端连接端口来供应,但至多只能从上端端口消耗500 mA。对于一个有4个连接端口的集线器来说,每个下端端口最多只能消耗100 mA,因此4个连接端口共消耗400 mA。而集线器本身的控制器与其外围电路可再消耗100 mA,因此整个集线器共可消耗500 mA。

  2.自我供电集线器

  集线器本身拥有自己的电源供应器,可以提供给本身的控制器以及所有的下端端口来使用。对于每个下端端口,可以供给至少500 mA的电流,而此时集线器最多可从上端端口消耗100 mA。

  3.低功率总线供电设备

  所有的电源均来自USB上端端口,每个下端端口在任一时刻最多能消耗一个单位的负载。在USB规范中,定义一个单位的负载是100 mA。低功率总线供电设各必须设计工作在低至4.40 V的VBUS电源电压下,以及高达至5.25 V的最高电压下。这、是在上端端口所连接的设各中,所检测到的。

  4.高功率总线供电设备

  所有的电源均来自USB上端端口,在激活每个下端端口时,最多消耗100 mA,但在配置后最多可消耗500 mA。高功率总线供电设备必须能被检测以及以最小的4.40 V来设备列举。当此设各以一个完整单位负载来操作时,最低的VBUS设置为4.75V,最高的电压为5.25 V。这些检测是从上端端口的设备所检测到的。

  5.自我供电设备

  设备最多可从USB上端端口消耗1单位负载(100 mA),而其余的电源再从外部的来源来驱动。当外部的电源失去时,其必须以替代方案来通过总线提供不超过1单位的负载电流。由于自我供电设各在电源消耗的规范上,没有较多该注意的事项,使其较容易用来加以设计。而这个1单位负载的总线供电,可允许设各在没有主要/第2个电源的供应时,能够被检测以及来执行设备列举的步骤。

  在此,需注意的是,无论是总线供电或自我供电下,没有任何的USB设各能够驱动在其上端接口所直接连接的VBUS。如果VBUS被移开,那么此设备将会延长至10 s的时间,可以从D+/D-所连接的提升电阻中,移开电源以作为速度辨识之用。

  而集线器或设各的各种供电的类型以及最大的消耗电流定义于稍后所要介绍的配置描述符之中的bmAttributes字段。此字段配置了这个设各的电源属性。其中,bit7为总线供电;bit6为自我供电;bit5具有远程唤醒的功能;而bit[4:0]则加以保留。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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