USB電池充電規(guī)范1.2版概述及適配器仿真器的重要性

　　引言

　　無論您身處何處，環(huán)顧四周時，很可能會看到有人正在使用便攜式設備。無論是在家里、車上還是插入到計算機，USB供電的便攜設備均需要采用智能方法確定正常工作以及充電所需的合適功率。由于便攜設備種類繁多、USB端口千差萬別以及可充電電池的特性復雜，2010年頒布的USB電池充電規(guī)范1.2版 （簡稱為BC1.2） 成為建立通過USB端口為電池充電的正確方式的關鍵標準。但是，即使有了BC1.2規(guī)范，有些便攜設備制造商仍然采用專有的充電器，使得USB電池充電領域更為復雜。

　　本文討論USB電池充電最新行業(yè)標準的推動力及其定義的技術規(guī)范，也給出了實現(xiàn)對各種專有便攜充電設備進行大電流充電的USB端口的簡單策略。

　　電池充電標準的迫切性——BC1.2規(guī)范頒布之前

　　USB得到廣泛普及是因為其能夠為外圍設備供電。USB孕育于上世紀90年代中期，最初的目的是將外部設備（例如鍵盤、鼠標、打印機、外置驅動器等）連接至計算機。隨著越來越多的各種便攜式設備受到青睞，也同樣需要為其供電。利用數(shù)據(jù)傳輸連接器供電的能力使得USB在便攜式市場具有直接而顯著的優(yōu)勢。

　　在2007年第一個電池充電規(guī)范頒布之前，嘗試為電池充電本質上是一種冒險——結果非常難以預測。當2000年出現(xiàn)USB 2.0時，外設默認吸收100mA電流，除非明確協(xié)商將電流增大至最高500mA。如果總線上經(jīng)過一段延遲后沒有數(shù)據(jù)活動，總線將進入“掛起”模式，將允許吸收電流限制到2.5mA。如果便攜設備的電池完全耗盡，嘗試利用標準端口進行充電時，則只能可靠吸收2.5mA電流！

　　實際上，許多電子設備制造商并不嚴格遵守USB 2.0規(guī)范，在其提供的USB端口中不采用這些電流限值。有些（大多數(shù)）USB端口無論枚舉還是持續(xù)活動都允許100mA電流；有些端口甚至提供500mA電流，而不考慮必要的功率協(xié)商。有些便攜設備的應用要求超過100mA的電流，并錯誤假設USB端口總是能夠提供500mA電流。

　　好的充電方案必須知道如何通知便攜設備從USB端口吸收多少電流是安全的。雖然合乎邏輯，但之前模棱兩可的USB“事態(tài)”存在一個主要問題——如果吸收電流超過預期，USB端口將如何響應？有些端口將完全關斷，并一直保持關斷狀態(tài)，直到外設拔出后再重新插入；有些端口將觸發(fā)USB系統(tǒng)復位，重新啟動枚舉過程。

　　BC1.2規(guī)范的推出

　　電池充電并不是USB的原始特性，因此，在BC1.2頒布之前，官方并未就為關斷設備的電池充電做出任何規(guī)定。通過建立清晰的USB端口供電能力溝通方法，BC1.2規(guī)范改進了其中許多問題。

　　無論可充電電池使用的材料如何，均需在工作和充電期間予以特別考慮。例如，Li+電池制造商有時候規(guī)定最低放電水平；超過該門限的深度放電電池需要首先在預處理模式下進行充電，然后再開始完全充電。電池達到標稱條件后，即可采用較高電流，以縮短充電時間，這通常稱為恒流模式。當電池幾乎充滿時，繼續(xù)采用恒流模式可能有害。智能充電方案將切換至恒壓模式，對電池進行“浮充”。由于電池的特性復雜，為實現(xiàn)可靠充電，必須采用定制，現(xiàn)在大多數(shù)便攜設備在最終產(chǎn)品中包括專用的電池充電控制器。

　　BC1.2規(guī)范的一項附加優(yōu)勢是規(guī)定了對耗盡電池或弱電池的充電。低于“弱電池門限”的電池允許采用高于2.5mA掛起電流的電流進行充電，與端口類型無關。一旦電池達到標稱水平，要求設備在特定的時間內進行枚舉，以便保持從要求枚舉的USB端口吸收較高的電流。