USB取电对NOKIA手机N73充电,真的没那么简单!<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
wxleasyland
2010.1.31
做的一个USB取电对NOKIA的N73手机充电的东西,很简单,就是一根线:USB插头-电线-N73电源插头。
有一次自已用了一下,对N73充电充了4个小时还不满。同事借去,充了好像一天,也没充满,他说他的USB充电线3小时基本就能充满了。
以前还做了一个DELL笔记本电脑电池-》7805-》N73电源插头,对N73充电,发现充电电流相当之大,7805非常烫。
所以要解决二个问题,一是USB口的电流有多大?二是N73是怎么充电的?三是官方的USB充电线是怎样的?
一、USB口的电流
摘录网上的:
在USB2.0规范第7.2节中将手机这类通过USB主机端口Vbus引脚取电的设备统称为总线供电设备。未经主机软件允许,所有的总线供电设备从USB端口吸取的电流都不能超过100mA (在USB2.0规范中,100mA被定义为一个“单元负载”),如果总线供电设备希望从USB端口吸取更多的电流,则需同USB主机进行软件协商,如果主机有能力提供更多的电流,会通知总线供电设备将其吸取的电流提高到大于100mA,但最大不能超过500mA。该过程也是在USB2.0规范第9.1.2节中定义的“总线枚举”的一部分。
所有USB主机,如PC机和笔记本电脑,每个USB插孔都能支持最少500mA电流输出或驱动5个“单位负载”。在USB术语中,“一个单位负载”是100mA。自带电源的USB集线器也能驱动5个单位负载。总线驱动的USB集线器只能保证驱动一个单位负载(100mA)。
所有接入USB端口的设备启动时消耗电流都不能超过100mA。与主机进行通信后,设备才能决定是否可以用足500mA电流。
需要和USB HOST进行握手,才能得到500mA的电流。真的是这样吗?
实测了一下:
DELL VOSTRO1400笔记本电脑USB口:接47欧电阻,电压4.99V,电流106mA。接7.25欧电阻,电压4.93V,电流690mA。
台式机通过延长线:接47欧电阻,电压4.98V,电流106mA。接7.25欧电阻,电压4.53V,电流625mA。
说明USB口基本都没按规范走,没做什么限流之类的,直接提供最大电流能力。
从MAXIM找到答案:
鲜为人知的USB特性
· USB端口并不限制电流。尽管USB规范详细规定了每个USB端口必须提供多少电流,但对于它能够提供多少电流,规范给出的界限却极为宽泛。尽管定义了电流上限不能超过5A,但一个明智的设计者不应该依赖于这个信息。任何情况下,都不认为每个USB端口会将它的输出电流限制在500mA,或附近的一个值。实际上,USB端口输出的电流经常超过几安培,因为多端口系统(如PC机)经常只有一个保护器件公用于所有的端口。保护器件被设定在所有端口总额定功率之上。因此,一个4端口系统,如果其余3个端口未被使用,一个端口就可提供超过2A的电流。此外,尽管一些PC机使用精度为10%至20%的IC保护方案,其它大多使用非常不精确的自复保险丝,只有负载功率超出额定值100%或更高时才会触发。
· USB端口很少(从不)关断电源。USB规范对此并没有说明,但人们时常认为如果枚举失败,或遇到其它软件或固件问题,USB电源可能被关断。但实际情况是,除非有电路故障(如短路),没有USB主机会关断USB电源。也许会有例外,但是目前还没有见到。笔记本和主板生产商甚至不愿意为故障保护买单,更不用说智能电源切换了。因此,无论USB外设与主机的对话是否发生,5V一直可以利用(电流为500mA或100mA,也许为2A或更高)。USB供电的阅读灯、咖啡杯加热器以及其他一些诸如此类没有任何通信能力的产品的出现就证明了这一点。它们可能并不“守规”,但它们工作的很好。
二、N73是怎么充电的
网上查得:充电模式对充电器有一定的要求,要求其实现限流输出!
可见,N73的充电器是有玄机的!是恒压限流输出!超过最大电流后,它的输出电流保持在最大电流,但输出电压会下降。
N73手机需要这种充电器才能正常工作。
N73手机内部的充电电路为:
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充电器的电压进入芯片D7等口,再从芯片E8等口出来,经过二极管V6515,进入电池(X6512的1是正极,3是负极),再经过R7631进行电流检测,再到地。
芯片D7到E8之间应该是一个MOSFET进行开关通断。
有一个二极管V6515,将存在一个压降0.7V左右!
充电回路没有限流电阻!
实测:N73的充电器接N73时的电压电流:
1.充电器空载电压是6.13V。
2.插上手机,充电开始后,充电器插头处的电压是4.64V,充电电流约820mA。没有脉动。
说明:是充电器限流了,输出4.6V,820mA。减去二极管、MOSFET、线阻等的压降,电池电压在3V多。
3.随充电的进行,电压慢慢升高。
4.充到后期,插头处的电压升到5.1V左右时,就变成脉动了,5.1V,再跳到6.13V(空载电压),再回到5.1V。充的时间长而停的时间短。慢慢变成充短停长。最后就充满了,停充。
说明:5.1V减去二极管、MOSFET、线阻等的压降,则电池电压在4.2V左右。可见,是N73检测电池电压,充到4.2V时,就停一下,这时电池电压又下降,N73继续充。。。。。。这样反复进行,直到停后电池电压不怎么下降,就说明电池充满了。
5.如果一直插着,则电池电压有下降后,会进行充电以保持电池电压。也是脉动的。
所以可见,充电器是一直工作在限流状态!
所以:
如果用一个不限流的电源去充N73,充电电流将非常大,可能N73会检测这个电流,再关断电流,这样可能充电就不正常,甚至有可能损坏芯片。这个我没敢试。
如果用USB口取电,由于有二极管、MOSFET和线阻存在,会降压0.9V以上,这样电池就是充不到4.2V,充不满! 而且当电池没什么电时,充电电流也将相当大,对USB口可能损伤。
三、官方的USB充电线
网上有篇《诺基亚CA-100真伪鉴别》。
可见官方的USB充电线是有升压电路的,是开关电路,有限压限流等功能!输出是6V。这样当然可以将电池充满了。
另外,应该也是没有USB握手功能的,直接USB大电流取电。
所以,USB取电对手机进行充电,真的没那么简单!
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