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普通充电器给苹果IPHONE/IPAD2充电的USB端的识别电阻的设置
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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。 / W0 E5 Q8 o, z9 S0 f& o- x- `
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:
* N# m1 o" m, g! \7 {9 q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。
( M P2 X; ]. G" Q3 X! P' p标准USB引脚,电压分别是:vcc,D-,D+,GROUD,+5V,0,0,0 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。 IPHONE,5V,2.7V,2V,0这样最大充电电流1A IPAD 5V,2V,2.7V,0 充电电流. / u/ t$ j w E
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。 # |0 l5 H8 s8 A3 f
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。
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用iPad充电器给iPhone充电,实际会怎样? iPad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。 2 t# d+ w8 @' S5 @9 i$ Q% O& b
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9 ^. ^) a. Z. w5 u% b. P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。 ; f4 \; Q6 S: u9 U C
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0.5A充电器USB端口设置 D+ 和 D- 都是2 V 49.9K 75K 49.9 +75 =124.9 49.9/124.9 * 5 = 2 V D+ 端子 D- 端子 ' Z ?/ }' R: t5 T. a6 a; t
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1A充电器USB端口设置 D+ 2V D- 2.68V 49.9K 75K 49.9 +75 =124.9 50/124.9 * 5 = 2 V D+ 端子 49.9K 43.2K 49.9 + 43.2 = 93.1 49.9/93.1 * 5 = 2.68V D- 端子 4 T( z R- M1 V0 [% n
2.1A充电器USB端口设置 D+ 2.7V D- 2V 49.9K 43.2K 49.9 + 43.2 = 93.1 49.9/93.1 * 5 = 2.68V D+ 端子 49.9K 75K 49.9 +75 =124.9 50/124.9 * 5 = 2 V D- 端子
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2.1A充电器USB端口设置 D+ 2.7V D- 2V 51K 43K 51 + 43 = 94 51/94 * 5 = 2.71v D+ 端子 3 r7 h: Y3 r) d4 `1 g
51K 75K 51 + 75 = 126 51/126 * 5 = 2.02v D- 端子 9 z9 U3 \! `' n; x! r
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! p& X$ m& j& t: q IPHONE 充电器的分压电阻 0 e; T$ \8 z# |4 P7 C' C
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IPAD 充电器的分压电阻 0 H+ c- F+ J; w) U) a
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& }3 v( @& n/ R, v( A, YIpad2充电有3种电流: 1.5A: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 1A:Iphone4充电器(显示充电, D+ 2.7 v D- 2V时) 0.5A:其它如Palm充电器(D D-短接,显示没有充电时) . T% I2 r! m" E6 {# U+ W
Iphone4充电有2种电流 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) 0.5A:其它如Palm充电器(显示充电, D D-短接时) * K% F# h, J: K9 b
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' R# c" I5 V7 Z, A. b/ oIPAD 充电器的分压电阻 2 V3 l5 Z7 e# B c0 d; S8 l* ^ I
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- ~2 \# ~5 W+ C1 z IPHONE 充电器的USB端的分压电阻D+/D- 2.0V/2.7V
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IPHONE的全速充电电流是1A, IPAD的全速充电电流是1.5A。 - V4 M9 p# ~9 x
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。 - N6 j+ w" O5 B* B! X& \0 ?
他能不能"全速"充 iPhone: 1.充电器输出电流要达到 1A, 2.且5V要维持住. 3. D+/D- 2.0V/2.7V 他能不能"全速"充 iPad: 1.充电器输出电流要达到 1.5A, 2.且5V要维持住 7 b8 _# g8 ~. r4 j4 p
3. D+/D- 2.7V/2.0V ; G( ^$ [ ~& \& {
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
! ?* U5 s9 V% G0 ]: h. k4 X1 e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。
; X! r* _6 {, G, Y8 W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。
5 N2 \8 r/ Y# o: Q; |/ Y可以通过参考上面的电路用一个万能板做一个转换头, 0 s' x+ X: @+ i8 ]+ G- `
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。
N; w1 ]: c ^, J# {- o4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。
2 a, r9 W/ E/ J v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。
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其实ios5.0以上的系统是支持d+d-短接识别的”识别出1A的.
2 x& A+ W P- G5 dUSB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。
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