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USB2.0如何作既传输数据又可为ipad冲最大1.5A电流?

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发表于 2013-5-16 11:37 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 Aubrey 于 2013-5-16 11:48 编辑
. x1 S, _4 c' p& C
: Q* f- H( O" _+ G" tUSB2.0如何作既传输数据(接150Mbps无线网卡)又可为ipad(非同时)冲最大1.5A电流?' j+ S: u" J1 s6 `; N# s
Ipad BC1.2协议最大充电电流1.5A, 如果加控制IC或者switch IC 可以很方便实现,加HUB芯片也可以但是增加成本。& w# ?3 [: X5 y/ X* l2 R  G

6 J! |/ l" D+ K# S现在不想要开关,在损失USB传输速率的条件(能识别即可)下如何实现?
' t" P" k& F! W; i以下大括号内容转载
) C4 y$ S4 z: X$ X$ i{苹果用D-,D+线的电压来检测是否是原装充电器,以决定充电电流。
9 F+ W. U$ L: \! \) o! bIPHONE分别是:5V,2.7V,2V,0,这样最大充电电流1A
9 Z; a8 H" p7 e" QIPAD分别是: 5V,2V,2.7V,0   ,充电电流1.5A.
5 f% i8 {( E6 P8 F9 Z1 i一般兼容USB接口的充电器,D+和D-两个引脚是悬空的,任何设备只要插上这样的充电器,就会从5V和GND两个引脚获得电能。而苹果的充电器则在D+和D-两个数据引脚上增加了分压电阻,使充电的设备能够在充电时从这两条数据线上读到两个电压。iPhone或者iPod对应的5V1A充电器,D+上的电压是2V,D-是2.7V;而iPad使用的5V2.1A的充电器,D+电压2.7V,D-电压2V。Ipad2和Iphone4的USB电源的D+ D-的电压是相反的,一个2V,一个2.7V,这个D+ D-的电压使机器会识别电源是1A的还是2A的,从而使机器限流不会烧坏电源,机器会限制充电电流,所以Ipad2的充电器不会充坏IPhone4,识别电阻按大约比例使D+ D-的电压符合就行了,有些移动电源的识别电阻是按Iphone4的,接Ipad2同样显示充电,但机器识别为1A的电源,限流1A慢充电,所以电源电流够2A以上的识别电阻要按Ipad2的配置,还有D+ D-悬空时,完全不充电,连上都不提示。- }$ K* l. S! F" ~6 T. ^( h0 r# k; F/ Y
1 H  ~; u3 ?& Y, u" e* c1 Y
}
$ Z/ {9 [# x; Z; O# |2 Y  p2 @+ A, Y7 Q7 I1 [  l" h
在全速模式USB阻抗控制90 OHM8 m- ]: _9 u3 u
我查看USB协议,改变D-,D+之间Rpd值是可以实现的,现在尝试Rpd=10K, ipad电量为3%时充电达到约1.2A!!!!至于影响到USB传输速率因无法连接PC host端判断读写速率,无法得知了,请教各位大侠这样做有没有问题? 理论上能否实现?5 i, ]- q0 Z+ ~+ T4 z$ j: @# i

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2#
发表于 2013-5-16 12:50 | 只看该作者
注意,楼主位出现了以下字样 所以Ipad2的充电器不会充坏IPhone4  那么,电网的功率是几十万千伏安,我加的电器岂不是都被烧坏了??

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lance_hnu + 5 很给力!

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3#
发表于 2013-5-16 14:07 | 只看该作者
没看到版主的意思

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4#
 楼主| 发表于 2013-5-16 14:12 | 只看该作者
rx_78gp02a 发表于 2013-5-16 12:50
+ w6 w, C+ l  B' G' n) p注意,楼主位出现了以下字样 所以Ipad2的充电器不会充坏IPhone4  那么,电网的功率是几十万千伏安,我加的电 ...

( D  a- p0 M) |我也没看懂版主啥意思

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5#
发表于 2013-5-16 15:53 | 只看该作者
Aubrey 发表于 2013-5-16 14:12
8 w; q: t+ r- }; K我也没看懂版主啥意思
; L7 H! E( N$ ~& B( X% U8 m
充电器能输出2A并不代表用电器使用2A,使用5V 10A的电源给IPHONE充电也不会把IPHONE烧了

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6#
发表于 2013-5-16 15:55 | 只看该作者
rx_78gp02a 发表于 2013-5-16 15:53
) w2 p( F' ?# Y5 Z) i: ^充电器能输出2A并不代表用电器使用2A,使用5V 10A的电源给IPHONE充电也不会把IPHONE烧了

0 A# \* W: h# [, U斑竹的意思是 电路电流是由负载决定的,对不?

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7#
 楼主| 发表于 2013-5-16 16:17 | 只看该作者
rx_78gp02a 发表于 2013-5-16 15:53 + D1 w" u6 M* Q1 ~" @+ s
充电器能输出2A并不代表用电器使用2A,使用5V 10A的电源给IPHONE充电也不会把IPHONE烧了

7 L0 j# ~4 m5 Z. R原文如下,大家好好研究下:
" k2 g; A% B( H$ W" z2 r
# F1 {# Y& e1 \0 E5 m普通充电器给苹果IPHONE/IPAD2充电的USB端的识别电阻的设置
( _* i( m, J: x  _2 s# O / o. C& y: o$ b& G) k2 N1 M! F
充电器插头一端插在220V交流电的插座上,另一端用苹果专用的数据线接到iPhone/iPad上。220V交流电先通过整流电路和滤波电路变成300V高压直流电,再经过开关管变成高频高压脉冲,然后通过变压器转换为低压(比如5V)脉冲。5V的低压脉冲再经过一个整流、稳压电路,变成5V稳定的直流电。在从220V交流电变为5V直流电的整个过程中,变压器、整流电路、稳压电路只是起到一个改变电能形态的作用。
+ m+ }4 W# c  e' M* ?" E
9 x  N+ y  ]+ e4 X. b; I如果稳压电路输出5V的一端(USB接口)没有接上iPad或者iPhone(术语称为负载),就不会有电流流过,也就不会消耗电能。接上负载之后,充电器输出端子的正负极才有电流,流过充电器的电流大小取决于负载的状态:只要在力所能及的范围内,负载需要多大的电流,充电器就提供多大的电流。如果负载需要的电流超过了充电器能够提供的电流上限,那么充电器就会一直输出这个最大的电流。这是因为,充电器内部通常会设计保护电路,一旦输出电流过大,就会触发保护机制,暂停电流输出。不过,苹果公司为了让旗下的所有充电器和数码产品能够尽量混用,想出了一个奇招:' i0 x' c3 ^0 L7 N! V$ J

% `9 ^3 Y% E8 I9 a* ?& m仔细观察一下充电器的USB接口,你会发现一共有四个窄金属条,称为四个引脚。这四个引脚分别连接5V电源、D+数据线正信号、D-数据线负信号和GND地。# i; H3 }- B: m% O- e& L3 l

8 ?8 ?9 L' x/ D标准USB引脚,电压分别是:vcc,D-,D+,GROUD,+5V,0,0,0
( w* X6 A/ G  \1 ?& k( j苹果用D-,D+线的电压来检测是否是原装充电器,以决定充电电流。9 H1 X4 o( y' O& j* m
IPHONE,5V,2.7V,2V,0这样最大充电电流1A
3 h% U- Z& i2 H% \  DIPAD 5V,2V,2.7V,0 充电电流.
7 b8 N, E$ G( c' W$ v
0 {3 V7 Z3 W* u) E2 S; y2 B一般兼容USB接口的充电器,D+和D-两个引脚是悬空的,任何设备只要插上这样的充电器,就会从5V和GND两个引脚获得电能。而苹果的充电器则在D+和D-两个数据引脚上增加了分压电阻,使充电的设备能够在充电时从这两条数据线上读到两个电压。iPhone或者iPod对应的5V1A充电器,D+上的电压是2V,D-是2.7V;而iPad使用的5V2.1A的充电器,D+电压2.7V,D-电压2V。Ipad2和Iphone4的USB电源的D+ D-的电压是相反的,一个2V,一个2.7V,这个D+ D-的电压使机器会识别电源是1A的还是2A的,从而使机器限流不会烧坏电源,机器会限制充电电流,所以Ipad2的充电器不会充坏IPhone4,识别电阻按大约比例使D+ D-的电压符合就行了,有些移动电源的识别电阻是按Iphone4的,接Ipad2同样显示充电,但机器识别为1A的电源,限流1A慢充电,所以电源电流够2A以上的识别电阻要按Ipad2的配置,还有D+ D-悬空时,完全不充电,连上都不提示。
. M# i5 u. O% H4 I2 k0 y7 g; Y' M$ }
& u# Q7 s# f- [+ Q! Z当iPad或者iPhone接上充电器时,通过这两个引脚上不同的电压就可以区分当前使用的是哪种充电器,也就能对负载做出相应的调整,从而安全地充电。这种设计还可以防止普通充电器对苹果设备进行充电。8 E& ^2 |: Q! ]1 n/ O
* {, p6 D1 w# b  h3 _! K" x; U0 F6 {
4 H/ ^3 ?1 C+ o$ R8 ^  R
% T  Z0 V# V. y) o: \
用iPad充电器给iPhone充电,实际会怎样?
% r, C. m- l  Z( y' l: V/ OiPad和iPhone充电器的设计不同是有原因的。iPhone的电池容量较小,只需要1A的充电电流就能在一个合理的时间内完成充电。虽然更大的充电电流能大幅缩短充电时间,但会带来更大的发热量,而高温是锂电池寿命缩短的头号杀手,所以iPhone充电器的最大输出电流被设计为1A。, ^( A# ^3 q* r

6 B9 z0 A6 @6 s; O. W& n4 g ' k8 e% U; X. d9 X

$ ^: y# l: s8 ]" B; I# Y) F如果用iPhone的充电器给iPad进行充电,由于iPhone的充电器最大只能提供1A的电流输出,如果你用iPhone充电器给iPAD充电,那么iPAD通过读ADC判断D+ 和D-电压就可识别这个充电器只能提供1A电流,iPAD就设置成1A恒流进行充电,可以充就是时间长一些而已。# S3 @" r) A3 b. U) }# H% i( d

# z; F8 D. r( K& h
4 b7 A* A* H0 Y: L- a  J' v
% l% S# X' o! X" G& n0.5A充电器USB端口设置  D+ 和 D- 都是2 V7 d( C2 o. G% p. L5 Q6 A; W9 h3 y
49.9K  75K
  e( a5 @% M" X49.9 +75 =124.9    49.9/124.9 * 5 = 2 V      D+ 端子 D- 端子
9 ?" D9 w+ y! H7 F, f9 m/ B7 n7 t8 Y8 u+ U( E" }
0 a0 }. @( E& f' f
1A充电器USB端口设置  D+ 2V   D- 2.68V
, L; D$ r. t  |" N1 @) K5 w9 H! v49.9K  75K; n7 ^  V5 [5 C" h
49.9 +75 =124.9    50/124.9 * 5 = 2 V      D+ 端子
) P, ~& @9 X- R) @49.9K   43.2K
- q2 Z. Y' X' v& m+ {49.9 + 43.2 = 93.1  49.9/93.1 * 5 = 2.68V  D- 端子: i8 a2 W" p$ v( v( g" I) F# W
5 K: p! _9 I# t0 m
2.1A充电器USB端口设置  D+ 2.7V   D- 2V
0 c  s' s1 v) X7 X( R  {49.9K   43.2K
) g* S7 T9 V3 C1 H% E/ Q49.9 + 43.2 = 93.1  49.9/93.1 * 5 = 2.68V  D+ 端子
* O2 W  Y% _$ g# \49.9K  75K4 v( {+ ]/ I$ ?, Y5 ~9 {; A$ L
49.9 +75 =124.9    50/124.9 * 5 = 2 V    D- 端子- u1 G5 x$ ~$ B8 r

* [$ C% j& `* u# }. g+ v5 `5 n$ W4 m8 {

+ W* }3 b4 C6 q. t% U5 P4 B# k7 R% S- a
2.1A充电器USB端口设置  D+ 2.7V   D- 2V
4 ]7 W/ n! k0 Y  h51K  43K  0 p/ }6 O! l& a% e
51 + 43 = 94     51/94 * 5 = 2.71v         D+ 端子+ y' u; Z# _9 _- Z: d/ S

9 Y5 w& E0 n2 j, o( D5 }$ q. x51K  75K  " k; `& O; H- Z
51 + 75 = 126    51/126 * 5  = 2.02v       D- 端子
- P! c$ t1 x: @& c( `2 t- D7 k3 a) J0 e: E
Ipad2充电有3种电流:
  W/ e% \9 K& d. P- B1.5A:Ipad2充电器(显示充电, D+ 2v D- 2.7 V时) ,充电器是2.1A,但是IPAD的最大充电电流不会去到2.1A,是1.5A
) Z8 O5 H4 W0 o9 l1A:Iphone4充电器(显示充电, D+ 2.7 v D- 2V时)
7 A( ?8 q6 X* s2 x* v4 _* h6 h4 c0.5A:其它如Palm充电器(D D-短接,显示没有充电时)
1 C/ ^/ B9 i0 j  s9 I% D2 k) F) [$ B: _; }: [: B# ^4 S' `4 C) z8 C
Iphone4充电有2种电流2 Q+ J) X5 a& y* W
1A:Iphone4充电器(显示充电, D+ 2.7 v D- 2V时)或Ipad2充电器(显示充电, D+ 2v D- 2.7 V时)
* }, `4 U) y, g6 l# X  {0.5A:其它如Palm充电器(显示充电, D D-短接时)+ N3 \5 K4 s! l( L

) b/ v9 h$ p3 u8 C. T4 g. X            IPHONE 充电器的USB端的分压电阻D+/D- 2.0V/2.7V
' T, ?! y1 b% P$ r& F4 x# X: v2 B% q: z. E4 i' f- w% Z
PHONE的全速充电电流是1A, IPAD的全速充电电流是1.5A。( p/ N, p# Q8 }) w% H# e/ ]+ [5 U
9 x. |' R* M( Q. E7 C3 O
充电电流的大小不是单单由充电器的最大输出电流决定。手机和平板电脑的充电电流由PMIC的控制,插入充电器后,软件要判断D+和D-的电压,分析充电器的类型,如果是IPAD的2.1的充电器,IPAD会将最大充电电流设置到1.5A,另外还要对充电器的电压检测,如果用1.5A的充电电流充电,充电器的电压被拉低了小于4.6V,那么IPAD就会降低充电电流。系统是一个闭环的系统。; y+ ?, T4 T/ D1 O/ T
: c7 Y  F8 k7 T% ?1 R2 w6 \$ u
他能不能"全速"充 iPhone:
* d7 d, O. D( R0 \* E2 H7 X6 U1.充电器输出电流要达到 1A, : ^( W8 X8 F/ G8 ]' n
2.且5V要维持住. 2 T+ r: C) q% ^/ x0 h3 g5 T, m+ g! h0 W
3. D+/D- 2.0V/2.7V
  [0 }" C1 g& I$ i. i) ?) G他能不能"全速"充 iPad:
1 `8 ~, T  S" {. ?1.充电器输出电流要达到 1.5A, " I; O1 l* ]: B6 Y% B
2.且5V要维持住, o% w4 X/ s; A1 l) R; C

# W$ ~  I" [# ?* r' A( Z) [/ a3. D+/D- 2.7V/2.0V
+ D7 R+ ^, g# O/ n8 |4 u8 ]0 d& m8 |) x' o3 H  @  Z8 K
0 e  t$ m6 H8 A- v# [* o
如果你的IPAD充电器坏了不要怕,三星N7100大三脚直冲,型号:ETA-U90UWE的充电器的参数是5V  2A
! c4 ]( E. U* }# ~% z. q
" u' n, j  J) o) q) f还有HP TouchPad 充电器 5V 2A  都是USB接口,而且这两个充电器很便宜。
6 t# _" b5 L! O4 Y. C5 W
6 ~. e/ s3 ~! ^但是这两个充电器的D+和D-是短接在一起,直接给IPAD充电就只有500ma的电流,充电时间长。1 E3 p6 G  O  m

; B, L( G2 M! f5 L- t* d- C' b可以通过参考上面的电路用一个万能板做一个转换头,0 v! m* h! T/ L- P: p
: J- F1 F1 G+ L
焊接两个USB端子,一个公头,一个母头,公头的VCC和地GND和母端的USB端子的VCC和地GND。2 |# A. v3 D8 N: m1 {& s

& _" q$ Q( y3 o) l9 @5 m4个分压电阻的中间连接处分别连接到母端USB端子的D+和D-, 公端的USB端子的D+和D-悬空。
' k3 O7 g. ]7 S+ {- B$ h' U; e2 N9 g2 R) q' y* e. _
公头的端子插入上面的2A的充电器,母头的端子连接IPAD的充电数据线就可以用1.5A的电流快速充电。
2 ]: f" b7 D3 P! d( _
1 m. l' b: s( D9 w1 u8 J0 n
; U4 k1 }. f* h0 u; G4 R( d9 N
6 |" k; I0 k$ f/ ?: Z其实ios5.0以上的系统是支持d+d-短接识别的”识别出1A的.5 P5 I/ n5 p/ t9 I% q4 N- j

2 V# Y& d( G: W; RUSB线内阻不能过大,超出正常标准会造成充电时间过长甚至充电失败。& o. d- P# @0 \8 Y, z% n0 M4 \& E

) g# ~: L6 ?/ f8 m/ }! p+ o( j! ^7 a
; B/ C, s- J* x1 L2 E6 [

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8#
发表于 2013-5-16 17:31 | 只看该作者
识别电阻只对IPAD有意义,当IPAD识别前端可以输出2A电流,就使用最大电流充电,如果识别前端只能输出1A,电流则减半,目的是为了不让前端过载。
& j! j3 j$ A5 f2 T这个识别对IPHONE没有意义,无论你是什么IPHONE,充电电流最大只有1A,不会导致前端过载,也就是无论前端是否具备限流能力,IPHONE不会把电源烧了。
, i; W" ~+ d* U  ?, ~6 c问题又来了,如果这个电源本身具备限流能力,那根本就不需要识别电阻,前端自动就限流了,即使我接的IPAD,电源处于限流输出模式,还整个识别电阻,加入程序识别这些多余的工作干什么?0 O) }3 G0 ~; H4 X1 f9 A5 g8 i
假设iphone充电芯片没有限流能力,电流全靠前端电源控制,如果我把ipad的充电器接到iphone上,电源里面没有单片机,也不可能知道你后面接的是iphone还是ipad,所以,电源具备限流切换功能这种说法也是不成立的。这也说明iphone充电电路有限流功能,最大就1A。
# v4 p3 U& {9 C* ]这个东西就是为了让IPAD能够实现最快充电的同时不至于把不电源烧了。IPHONE充电芯片具备限流能力,接10A的电源也不会烧IPHONE

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9#
发表于 2013-5-16 17:36 | 只看该作者
很多笔记本的电源带识别电阻,目的同样是识别电源的输出能力,调节笔记本的最大充电电流。电流是负载决定的,只可能把电源烧了,不可能把负载烧了。

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10#
发表于 2013-5-16 19:53 | 只看该作者
楼主你说的数据传输什么意思,难道你想插到电脑上充电,USB2.0的端口提供0.5A的电流,你插上必须待机或关机充电 不关机同样耗电因此不存在数据传输问题........如果输电源我想跟没有数据传输问题了

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11#
 楼主| 发表于 2013-5-16 20:33 | 只看该作者
风吹摇摆 发表于 2013-5-16 19:53
7 o7 W1 z7 r+ k6 F+ q楼主你说的数据传输什么意思,难道你想插到电脑上充电,USB2.0的端口提供0.5A的电流,你插上必须待机或关机 ...

# A% S. _% a3 E% [3 ?2 g9 ?你好,感谢你的解答,我说的是数据传输是指键盘、鼠标、无线网卡等外设能正常工作,即普通的读写功能。) g. g; R8 I- G! ^; H

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12#
发表于 2013-5-17 08:39 | 只看该作者
Aubrey 发表于 2013-5-16 20:33
* C$ _5 S' u0 d0 C" v4 J你好,感谢你的解答,我说的是数据传输是指键盘、鼠标、无线网卡等外设能正常工作,即普通的读写功能。
. m+ v- ^3 M- A, M3 O
我想说的是,你资料给了一大堆,恕小弟愚钝,现在都不知道你说了什么问题,拜托不要舍本逐末好不好。你这样问我们这样普通青年很难给予帮助........

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13#
 楼主| 发表于 2013-5-17 09:14 | 只看该作者
风吹摇摆 发表于 2013-5-17 08:39
3 p4 U' C& i7 e, I/ W我想说的是,你资料给了一大堆,恕小弟愚钝,现在都不知道你说了什么问题,拜托不要舍本逐末好不好。你这 ...
# Z+ U$ B1 \( |3 G
资料是供参考的,毕竟很少人对ipad是怎么充电的有了解,我想问的就是USB2.0如何作既传输数据又可为ipad冲最大1.5A电流

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14#
发表于 2013-5-17 10:33 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2013-5-17 10:34 编辑
: M( F& q- x9 t2 B! J  e2 L' I
风吹摇摆 发表于 2013-5-17 08:39 : q3 d9 ?" k7 q/ t5 ?
我想说的是,你资料给了一大堆,恕小弟愚钝,现在都不知道你说了什么问题,拜托不要舍本逐末好不好。你这 ...
1 I! [) U7 @+ y. ~
7 o7 R% R* H# M1 r5 T
{:soso_e128:} . L9 x/ P8 e) u+ H5 i# t" _1 G' o
! l; w5 H8 x# P0 L
Me too !+ }* {2 V( b& X- L/ A

* v# A6 [, y" x+ U5 z, a不知道是要發問,還是分享資料,一直不敢問!
5 Y2 Z* U$ X2 N
& ^, `( h, ~& p. p" \8 [* p{:soso_e106:}

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15#
 楼主| 发表于 2013-5-17 10:48 | 只看该作者
超級狗 发表于 2013-5-17 10:33 - b3 J0 X( i  H: b% \6 H* `
Me too !! q5 e/ x$ U1 F  K  L) r, z: p
! c+ j' G/ T9 }5 J* ^
不知道是要發問,還是分享資料,一直不敢問!

* X* N8 `7 G( N: [! J+ m在发问的同时顺便分享点资料 {:soso_e128:}   终于等到斑竹了,能帮回答下么?实在是急得没办法
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