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類(lèi)型分類(lèi)：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類(lèi)：: FFC連接器

使用RECOM DC／DC轉(zhuǎn)換器作為USB充電器

發(fā)布日期：2022-04-28 點(diǎn)擊率：54

【導(dǎo)讀】現(xiàn)有的USB標(biāo)準(zhǔn)允許最大充電電流為500mA（USB 1.0、2.0）或900mA（USB 3.0），快速充電的電流限制為1.5A。為了確保充電設(shè)備可以安全傳輸電能，可以在數(shù)據(jù)傳輸線D+和D-施加固定電壓或在這兩個(gè)數(shù)據(jù)線連接之間安裝一個(gè)電阻，告知便攜式設(shè)備已將其連接到專(zhuān)用充電端口（DCP）。

現(xiàn)有的USB標(biāo)準(zhǔn)允許最大充電電流為500mA（USB 1.0、2.0）或900mA（USB 3.0），快速充電的電流限制為1.5A。為了確保充電設(shè)備可以安全傳輸電能，可以在數(shù)據(jù)傳輸線D+和D-施加固定電壓或在這兩個(gè)數(shù)據(jù)線連接之間安裝一個(gè)電阻，告知便攜式設(shè)備已將其連接到專(zhuān)用充電端口（DCP）。不幸的是，不同的制造商有不同的規(guī)格因此沒(méi)有通用的解決方案（圖1）。

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圖1：不同便攜式設(shè)備制造商的各種DCP電阻器配置

為了避免混亂，USB3.1標(biāo)準(zhǔn)加入了電池充電的規(guī)范，允許便攜式設(shè)備與充電器通信以設(shè)置可變輸出電壓、電流和功率限制以配合各種便攜式設(shè)備和連接器型號(hào)的充電能力（A型、B型、微B型或C型）。

即使便攜式設(shè)備配備的是USB-C連接器仍可以通過(guò)舊式充電器充電，因?yàn)閁SB標(biāo)準(zhǔn)是向后兼容的，只是與專(zhuān)用的USB 3.1充電器相比會(huì)需要更長(zhǎng)的充電時(shí)間。

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將D-和D+引腳短接在一起的USB連接器可以被許多便攜式設(shè)備視為DCP。在下方的示例中，高性價(jià)比的R-78E降壓轉(zhuǎn)換器成為低成本的DCP解決方案：

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圖2：簡(jiǎn)單的DCP解決方案

圖2所示的解決方案可以搭配12或24 VDC固定電壓電源或12V鉛酸電池。如果使用24V鉛酸電池作為電源，建議使用R-78C5.0-1.0（引腳兼容），因?yàn)檩斎腚妷悍秶鷷?huì)升至42 VDC。電池供電的USB充電器需要串聯(lián)反極性保護(hù)二極管。

有些便攜式設(shè)備會(huì)無(wú)法充電除非D+和D-引腳連接到如圖1所示的適當(dāng)識(shí)別電壓和電阻。這些設(shè)備須要添加一個(gè)充電端口控制器IC才能自動(dòng)檢測(cè)插入的設(shè)備并設(shè)置正確的電壓和電流才可以進(jìn)行充電。

在下方的示例中，TI TSP2514充電端口控制器與SMD貼片式RPMB5.0-2.0降壓轉(zhuǎn)換器配合使用，可為各種便攜式設(shè)備提供高達(dá)1.5A的連續(xù)充電電流（快速充電）：

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圖3：RPMB的充電端口控制器IC為不同制造商的便攜式設(shè)備充電

上面的示例適用于12V或24V電池電源電壓，但是如果是更高的輸入電壓范圍（例如，與48V鋰離子電池電源一起使用），需要使用一個(gè)最高可以處理60VDC輸入電壓的轉(zhuǎn)換器以應(yīng)付高充電電壓，而RPMH5.0-1.5就是理想的選擇。在輸入端和使能引腳之間接入分壓電阻可提供欠壓保護(hù)；如下圖所示，如果輸入電壓降至20V以下轉(zhuǎn)換器將自動(dòng)關(guān)閉，保護(hù)電池不受深度放電的傷害。

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圖4：用于高輸入電壓的DCP (RPMH)

某些應(yīng)用需要隔離的充電端口以避免輸出引腳意外跨接到電源的時(shí)候短路。RS6-4805S是一個(gè)合適的解決方案，小巧的SIP8封裝提供高達(dá)1200mA的電流。RS6系列還內(nèi)置欠壓鎖定功能以防止深度放電造成電池?fù)p壞、1.6kVDC/1分鐘的隔離、100V的浪涌承受力，以及使用TVS二極管的±1kV瞬態(tài)保護(hù)功能。需要電源時(shí)，RS12系列通過(guò)同一SIP8引腳提供高達(dá)2.4A的電流。

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