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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
; P, ^$ W" V, y; o/ @; O
0 k7 R; |( \1 S0 P: C+ E' B- B% E* MUSB2.0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?( `, U+ z9 @: v: h- Y, j9 h, u
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/ P/ `* z: K, ]- \
# G, E5 q  k+ l: {8 ^; J. Z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?, L. D- t: ^) S; M2 }6 K1 Z
以下大括号内容转载& L" _/ o" |8 B' Q$ @
{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。; `3 h  u; |. e; q: z% c! o+ ?/ T9 D
IPHONE分别是:5V,2.7V,2V,0,这样最大充电电流1A
+ x. u0 Q( m4 B  ]% N# F5 fIPAD分别是: 5V,2V,2.7V,0   ,充电电流1.5A.3 m: v- t% Q, C4 p
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。* ]; }8 C: ?1 `) J# i2 n

- Q' s/ q6 o# p+ r; a# u/ q }: ^; O) i6 q6 r% f

8 s4 s9 a  d/ t; W* N9 y# ^) m# E在全速模式USB阻抗控制90 OHM
$ c3 y( \4 _" h, |6 e- y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?
* n- s% K! d' b$ W8 [( G2 A: j; [, E) d

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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
, z3 p* w% |% o% F4 w0 X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 ...
0 w( y7 n3 B' ~0 d- V& m0 y: B3 P, {: {
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
2 e! I: v1 A8 P$ [- C我也没看懂版主啥意思

& C8 X1 d$ L8 {1 Z; s9 q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 8 D9 Z7 Z% e: c5 s; [. T! c8 X- j
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

2 w2 |! D8 M8 m1 }( {3 }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
6 W9 O' Y; j1 D  A9 [! u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
3 S( k# z$ B: o+ h
原文如下,大家好好研究下:- {3 ^/ W4 h9 T! i2 d  o% a0 Y4 `
6 |8 `$ j( _2 \- [
普通充电器给苹果IPHONE/IPAD2充电的USB端的识别电阻的设置
! |! R& ~: e/ i' D4 G " T( l5 b4 f1 |( I3 s" V( T
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。
- A* t; S5 D8 h9 Z: p: [9 d. {( |7 L
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:" D5 \. \: r* ?% v# R1 v
5 n; l1 m" p' S" k% j$ T
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。
. p5 M( W1 y) d) [9 y2 w- ?% `) C" T2 u: w
标准USB引脚,电压分别是:vcc,D-,D+,GROUD,+5V,0,0,0
3 F$ x# G; s$ u8 J3 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。
6 s, u. E. i" KIPHONE,5V,2.7V,2V,0这样最大充电电流1A: L4 W- J5 g2 z. O
IPAD 5V,2V,2.7V,0 充电电流.6 s7 G- D9 b4 N+ G& z

, o4 G% t( I% e. \; e3 u* d- F7 }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。% {5 X3 [8 V  o

/ K- z! |2 u9 m6 l9 `5 H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。
7 v0 V  h  e( ]  p& \+ c# L& u! d( P) _! p. G

8 Z1 M( Q2 P! U9 U8 ~' k* m! R' @  X- N5 W
用iPad充电器给iPhone充电,实际会怎样?
; K/ K5 K. g! uiPad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. N4 V- i$ h$ c" L4 \# B9 K

; b6 u% g8 w! h& n2 i
3 \. [9 R' o/ v% V' J/ b- y9 H
& u" q" C& ^# o8 i, }( t! z# j- Q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。0 i8 K% [' K+ A+ l+ l3 Q% |; K
" W  c* U1 o2 i% b
, m! ^8 X' A8 t0 k1 {
% R  }/ }. r' D& O2 r
0.5A充电器USB端口设置  D+ 和 D- 都是2 V
: [7 x/ L, w. {/ V3 f49.9K  75K3 S. e4 F* R+ L6 c
49.9 +75 =124.9    49.9/124.9 * 5 = 2 V      D+ 端子 D- 端子" p$ U4 ?9 v3 o5 |# Q! [

& }% {6 k6 Z: F2 T
" J, z( u" [7 ]2 k  k/ M; H) |1A充电器USB端口设置  D+ 2V   D- 2.68V4 H9 a. l7 r: F, x* M4 [
49.9K  75K
: U) R+ P8 \2 Y, ?49.9 +75 =124.9    50/124.9 * 5 = 2 V      D+ 端子
/ L! ]( v. T) N" n7 H49.9K   43.2K
8 A( n: p% T  @% C8 p6 O7 R( R49.9 + 43.2 = 93.1  49.9/93.1 * 5 = 2.68V  D- 端子, v- c1 `5 D5 Z5 B! j) d! {; I1 L

( H' j& W  w' t; |3 W3 R- t2.1A充电器USB端口设置  D+ 2.7V   D- 2V5 y0 M$ }. A0 X/ F& Q9 Q- |' S% W
49.9K   43.2K* x+ H" |/ g8 M6 E8 J) ^0 R; [& U
49.9 + 43.2 = 93.1  49.9/93.1 * 5 = 2.68V  D+ 端子
1 V5 V" t( p. O5 `; A49.9K  75K% o" n, U) E2 s
49.9 +75 =124.9    50/124.9 * 5 = 2 V    D- 端子
; R* h& q; F6 @, a5 C0 X5 c9 U& C0 O! p$ J/ ^
3 g5 C# F( I, D  j( n) z

% j# t* P9 v+ h
3 C" K1 M7 n6 h, e# X$ g2.1A充电器USB端口设置  D+ 2.7V   D- 2V0 \6 C0 `. o2 U. |1 V" Q: Y
51K  43K  . u2 j9 V$ q' `' s8 C% E
51 + 43 = 94     51/94 * 5 = 2.71v         D+ 端子
1 j+ G7 w2 f7 w: ]* Z+ ?, Y9 n7 z! K# z1 Q( v# n& J
51K  75K  
; v% Y! v5 q! ~51 + 75 = 126    51/126 * 5  = 2.02v       D- 端子
3 ^2 j1 H) q# s
0 A- K0 l' V3 }. ?Ipad2充电有3种电流:
+ e& L  v7 x% J& ?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& L! E4 t* M5 }
1A:Iphone4充电器(显示充电, D+ 2.7 v D- 2V时)
9 j% ]4 C9 X& |7 I0.5A:其它如Palm充电器(D D-短接,显示没有充电时)
6 i8 Q1 O6 p3 @& ]; Z9 B3 Q* B+ |
% a, |) F4 c5 o* F/ eIphone4充电有2种电流
% E. M( V# o% l' `! \% }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 w9 x( S1 ^" ~  `9 u& b
0.5A:其它如Palm充电器(显示充电, D D-短接时)  z8 h/ D1 S( r6 u3 b' E$ Y8 \

/ ?3 V7 U7 z/ l2 B            IPHONE 充电器的USB端的分压电阻D+/D- 2.0V/2.7V
' N' `# c$ ^" j: E/ G9 f; [
% v& U! a1 o* I- v/ I8 ]PHONE的全速充电电流是1A, IPAD的全速充电电流是1.5A。
8 G4 m# K& v( {$ b5 U+ `) ]# M# P& V! w- G7 ^' s" N
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。" T  g$ |, g% S' [) ~0 p( c

; \& V$ i3 u! ~0 S他能不能"全速"充 iPhone: $ ~9 J- ~0 o0 w6 F. Z9 W
1.充电器输出电流要达到 1A, 9 O: s4 J0 r" M" [  J& K
2.且5V要维持住.
% X: E2 _/ `- ]- [# T, B; g. {3. D+/D- 2.0V/2.7V: d2 ]" G  @) v& B/ I
他能不能"全速"充 iPad:
9 T6 s( u+ U+ W5 P- w2 L9 Q) y9 H1.充电器输出电流要达到 1.5A,
+ l9 v9 }# N0 {* ]7 j+ H2.且5V要维持住  L8 j' p" M; ]7 d/ ?% m, }+ K& B
; b& r" r9 ^! j' q
3. D+/D- 2.7V/2.0V
5 P0 |( g+ ?  F* N1 }; m
; d, m, ]) Y, o2 [
" o; p" C( c7 ^% _( Z9 C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
7 o$ P( G) u# E, ]; D4 F9 |+ w' f. a  i. u
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。; K3 T5 A( c7 G% N

% a2 I: J  Y' D- d0 C/ p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。
: I+ D' C$ X6 }# O2 p7 W" y8 N8 U6 Y; W. U
可以通过参考上面的电路用一个万能板做一个转换头,6 R3 {; }  X# ?( C: T
7 V/ w* |1 G) ]. k( V
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。
) F% v% [% g. Z" h6 i" d2 m! E$ K9 W( z/ G& R
4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。
) t& \' c6 R+ T  V1 o$ F2 X3 `) b
3 z) m; f$ {6 C3 _$ G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。7 N8 v+ F, o" H& g& l

2 n3 u+ S8 M5 d; ^: X' j) [9 K   r9 b# i+ g- h  R& e) F, ^

2 i$ V7 `- o7 n! w8 O8 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.
- o& m' P3 E* j) |. y" \# `" J
/ N6 [( j/ j5 g$ W5 I; YUSB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。2 o! a1 {' e3 q* l! n6 x. t7 t) Y
+ |+ H: Z3 @, [! ?
- N# N3 \$ s! i* r( E" j& \( j

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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。, s7 ?! L& k% ?5 ^$ _
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。
# a# ^4 [9 w& f+ Z$ @. s: P8 f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?
3 m4 p3 y0 Z% Q; [# z1 x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。+ F9 L/ C& T, ~6 H
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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鞭辟入里  发表于 2013-5-16 17:41

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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
& W0 I9 y2 U* j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 ...
( n$ s, Q/ v* d7 Y4 p4 }! G2 R; F
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。- W* G3 o, V/ o. P' r+ @

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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% H- p; x) c% b
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。

7 m9 {  t1 v7 A7 N" v' f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 - q8 W2 T% I8 Y0 A
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 ...

* ^  O  n! E* o/ Q; H/ x9 B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
  P0 {4 E% r$ v% w0 j
风吹摇摆 发表于 2013-5-17 08:39
' T& h! g, b3 T* X1 I( b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% q% v. M  T9 r7 ?
8 z' ~& o+ \, v/ X' ?
{:soso_e128:}
/ c; O  {- ]0 ~3 n
9 j% Q! g% ]! Q* [1 @, ^Me too !! }6 f3 g# Y# ]' U' Y* `
! S6 O3 s( t0 |5 M7 m
不知道是要發問,還是分享資料,一直不敢問!
# T% [  H; x7 b- F5 J1 j$ m/ g8 W. }
{:soso_e106:}

该用户从未签到

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
* S* U0 I2 M- i) NMe too !" P, l# f5 @. u/ w5 i

- N1 y1 O9 |9 j" O5 f& M不知道是要發問,還是分享資料,一直不敢問!

* E! Q5 d" o4 d) D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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