Het werkingsprincipe van de USB-lader omvat voornamelijk het USB-PD-communicatieprotocol en de laadstrategie van lithium-ionbatterijen.
Het USB-PD-communicatieprotocol maakt gebruik van het AC-gekoppelde FSK-signaal op VBU's voor half-duplexcommunicatie om het laadproces van de mobiele telefoon en de lader te realiseren. Wanneer de kabel is aangesloten, wordt de SOP-communicatie van het USB-PD-protocol uitgevoerd op de CC-lijn (Type-C interface communicatieconfiguratiekanaal) om de specificatie van de stroomoverdracht te selecteren. De gootsteenuiteinde vraagt het bronuiteinde voor de verstrekte vermogensconfiguratieparameters (zoals 5V, 9V, 12V, enz.). Het communicatieproces omvat:
De gootsteenuiteinde initieert de SOP (startsegment) om de specificatie -informatie aan te vragen die het bronuiteinde kan bieden.
Het bronuiteinde antwoordt met een lijst met specificaties die kunnen worden verstrekt.
De gootsteenuiteinde selecteert een spanning en stroompaar en verzendt een verzoek.
De bron -end -adapter accepteert het verzoek na interne decodering en conversie, past de adapteruitgang aan en bereikt een stabiele laadspanning en stroom.
De laadstrategie van lithium-ionbatterijen vereist speciale aandacht. Onjuiste oplaadmethoden zullen de levensduur van de batterij verkorten en zelfs veiligheidsproblemen veroorzaken. Het laadproces omvat meestal een fase voorafgaand aan de lading en een snel ladingsfase:
Pre-lading fase: wanneer de batterijspanning onder een bepaalde drempel is, moet de laadstroom erg klein zijn, zodat de batterij hoogstroom opladen kan accepteren en de onderspanningsbeveiligingsstatus van het batterijbeschermingscircuit kan loslaten.
fast-lading fase: wanneer de batterijspanning de drempel voor de lading overschrijdt, komt de lader in de constante stroom (CC) -modus en biedt stroom naar de batterij volgens een vooraf gedefinieerde constante stroom, meestal tussen 0. 5C en 1C. Wanneer de batterijspanning de nominale spanning bereikt, schakelt de lader over naar de constante spanning (CV) -modus en neemt de laadstroom geleidelijk af om overladen te voorkomen.
Het ontwerp van een USB -lader moet vele factoren overwegen, waaronder kosten, grootte, gewicht, laadtijd en energiebudget. Nadat een USB -apparaat op een USB -poort is aangesloten, kan het apparaat zo snel mogelijk een volledig werkende status invoeren. Tegelijkertijd zijn de toegestane laadtijd van de batterij en het stroombudget ook belangrijke overwegingen tijdens het ontwerp.
