USB-laturin työperiaate sisältää pääasiassa USB-PD-viestintäprotokollan ja litium-ioni-akkujen latausstrategian.
USB-PD-viestintäprotokolla käyttää AC-kytkettyä FSK-signaalia VBUS: lla puoli-duplex-viestintää varten matkapuhelimen ja laturin latausprosessin toteuttamiseksi. Kun kaapeli on kytketty, USB-PD-protokollan SOP-viestintä suoritetaan CC-rivillä (Type-C-rajapinnan viestintäkanava) virransiirtomäärityksen valitsemiseksi. Allas -pää kysyy toimittavien tehon kokoonpanoparametrien lähteen päätä (kuten 5v, 9V, 12 V jne.). Viestintäprosessi sisältää:
Allas -pää käynnistää SOP: n (aloitussegmentti) soveltaakseen lähteen päätä, jonka lähdepää voi tarjota.
Lähdepäät vastaavat luettelolla eritelmiä, jotka voidaan toimittaa.
Allaspinta valitsee jännite- ja virtaparin ja lähettää pyynnön.
Lähdekovitin hyväksyy pyynnön sisäisen dekoodauksen ja muuntamisen jälkeen, säätää sovittimen lähtöä ja saavuttaa vakaan latausjänniteen ja virran.
Litium-ion-akkujen latausstrategia vaatii erityistä huomiota. Virheelliset latausmenetelmät lyhentävät akun käyttöikää ja aiheuttaa jopa turvallisuusongelmia. Latausprosessi sisältää yleensä ennakkomaksuvaiheen ja nopean varausvaiheen:
Pre-varausvaihe: Kun akun jännite on tietyn kynnyksen alapuolella, latausvirran on oltava erittäin pieni, jotta akku voi hyväksyä korkean virran latauksen ja vapauttaa akun suojapiirin alijännitesuojaustila.
Fast-varausvaihe: Kun akkujännite ylittää ennakkomaksukynnyksen, laturi siirtyy vakiovirran (CC) -tilaan ja tarjoaa akulle virran ennalta määritetyn vakiovirran mukaisesti, yleensä välillä 0. 5C ja 1C. Kun akkujännite saavuttaa nimellisjännitteen, laturi siirtyy vakiojännite (CV) -tilaan ja latausvirta vähenee vähitellen ylikuormituksen välttämiseksi.
USB -laturin suunnittelussa on harkittava monia tekijöitä, mukaan lukien kustannukset, koko, paino, latausaika ja sähköbudjetti. Kun USB -laite on kytketty USB -porttiin, laite voi syöttää täysin toimivan tilan mahdollisimman nopeasti. Samanaikaisesti sallittu akun latausaika ja sähköbudjetti ovat myös tärkeitä näkökohtia suunnittelun aikana.
