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USB的電源管理

發布時間:2017/1/20 10:57:39 瀏覽次數:

 這一部分規范,在新的USB 2.0規范中沒有作太大的變更。基本上,在中止模式下,消耗電流為500μA;在配置模式下,為500 mA;而在未配置模式下,為100 mA。由于USB的優點之一即是由總線供電給設備,因此設各可以通過總線來取得電源,而無須外部額外的電源插座或纜線。然而,許多人在直接選擇這個便利的特性時,卻沒有考慮到一些根本的限制條件。USB設各在其配置描述符中,以2 mA為單位來設置其電源消耗量。即使設備已失去了部分外部電源的消耗,也不能大于在設各列舉時所設置的電源消耗數值,來增加其電源的消耗量。

  基本上,不論是集線器或設各都可區分為自我供電或總線供電兩種類型。總線供電又可再區分為低功率與高功率兩種。此外,根據USB規范,所有的集線器或設備都必須支持中止(suspend)模式,而且中止模式下的消耗電流不能超過500 ph。這是非常重要的特性。根據供電方式的不同,USB設備可分為下列幾個類型。

  1.總線供電集線器

  所有的電源均由上端連接端口來供應,但至多只能從上端端口消耗500 mA。對于一個有4個連接端口的集線器來說,每個下端端口最多只能消耗100 mA,因此4個連接端口共消耗400 mA。而集線器本身的控制器與其外圍電路可再消耗100 mA,因此整個集線器共可消耗500 mA。

  2.自我供電集線器

  集線器本身擁有自己的電源供應器,可以提供給本身的控制器以及所有的下端端口來使用。對于每個下端端口,可以供給至少500 mA的電流,而此時集線器最多可從上端端口消耗100 mA。

  3.低功率總線供電設備

  所有的電源均來自USB上端端口,每個下端端口在任一時刻最多能消耗一個單位的負載。在USB規范中,定義一個單位的負載是100 mA。低功率總線供電設各必須設計工作在低至4.40 V的VBUS電源電壓下,以及高達至5.25 V的最高電壓下。這、是在上端端口所連接的設各中,所檢測到的。

  4.高功率總線供電設備

  所有的電源均來自USB上端端口,在激活每個下端端口時,最多消耗100 mA,但在配置后最多可消耗500 mA。高功率總線供電設備必須能被檢測以及以最小的4.40 V來設備列舉。當此設各以一個完整單位負載來操作時,最低的VBUS設置為4.75V,最高的電壓為5.25 V。這些檢測是從上端端口的設備所檢測到的。

  5.自我供電設備

  設備最多可從USB上端端口消耗1單位負載(100 mA),而其余的電源再從外部的來源來驅動。當外部的電源失去時,其必須以替代方案來通過總線提供不超過1單位的負載電流。由于自我供電設各在電源消耗的規范上,沒有較多該注意的事項,使其較容易用來加以設計。而這個1單位負載的總線供電,可允許設各在沒有主要/第2個電源的供應時,能夠被檢測以及來執行設備列舉的步驟。

  在此,需注意的是,無論是總線供電或自我供電下,沒有任何的USB設各能夠驅動在其上端接口所直接連接的VBUS。如果VBUS被移開,那么此設備將會延長至10 s的時間,可以從D+/D-所連接的提升電阻中,移開電源以作為速度辨識之用。

  而集線器或設各的各種供電的類型以及最大的消耗電流定義于稍后所要介紹的配置描述符之中的bmAttributes字段。此字段配置了這個設各的電源屬性。其中,bit7為總線供電;bit6為自我供電;bit5具有遠程喚醒的功能;而bit[4:0]則加以保留。


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