Le principe de travail du chargeur USB comprend principalement le protocole de communication USB-PD et la stratégie de charge des batteries lithium-ion.
Le protocole de communication USB-PD utilise le signal FSK couplé à AC sur VBU pour la communication à moitié duplex afin de réaliser le processus de charge du téléphone mobile et du chargeur. Lorsque le câble est connecté, la communication SOP du protocole USB-PD est réalisée sur la ligne CC (canal de configuration de la communication de l'interface Type-C) pour sélectionner la spécification de transmission d'alimentation. L'extrémité du puits demande la fin de la source pour les paramètres de configuration de puissance qui peuvent être fournis (tels que 5V, 9V, 12V, etc.). Le processus de communication comprend:
Le puits finit le SOP (segment de départ) pour demander les informations de spécification que la fin de la source peut fournir.
La source finale répond par une liste de spécifications qui peuvent être fournies.
La fin du puits sélectionne une tension et une paire de courant et envoie une demande.
L'adaptateur final source accepte la demande après décodage interne et conversion, ajuste la sortie de l'adaptateur et atteint une tension et un courant de charge stables.
La stratégie de charge des batteries lithium-ion nécessite une attention particulière. Les méthodes de charge incorrectes raccourciront la durée de vie de la batterie et causeront même des problèmes de sécurité. Le processus de charge comprend généralement une phase de pré-charge et une phase de charge rapide:
Pre-charge Phase: Lorsque la tension de la batterie est inférieure à un certain seuil, le courant de charge doit être très faible, afin que la batterie puisse accepter la charge à courant élevé et libérer l'état de protection contre la sous-tension du circuit de protection de la batterie.
Phase de charge rapide: Lorsque la tension de la batterie dépasse le seuil de pré-charge, le chargeur entre le courant constant (CC) et fournit le courant à la batterie en fonction d'un courant constant prédéfini, généralement entre 0. 5c et 1c. Lorsque la tension de la batterie atteint la tension nominale, le chargeur passe au mode de tension constante (CV) et le courant de charge diminue progressivement pour éviter la surcharge.
La conception d'un chargeur USB doit prendre en compte de nombreux facteurs, notamment le coût, la taille, le poids, le temps de charge et le budget de l'énergie. Une fois qu'un périphérique USB a été branché sur un port USB, l'appareil peut entrer un état entièrement fonctionnel le plus rapidement possible. Dans le même temps, le temps de chargement de la batterie autorisé et le budget d'alimentation sont également des considérations importantes lors de la conception.
