tag 标签: 充电

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  • 2022-9-15 15:46
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    2020年开始,苹果、三星及小米相继宣布新款手机将不再随机附上充电器,除了环保议题外,更直接的原因是为了降低成本。因此,另购充电器需求不断成长的情况下,各家业者也加速改变产品设计策略。 目前新发售的手机大多都已经导入USB -C接头,苹果也从iPhone 12开始提供USB-C对Lightning连接线。受惠于USB PD的功能普及,快速充电已经不再是高阶机种的专利。除了传统的充电器外,消费者在选购Monitor这类产品时,不单单只考虑显示效能,手机充电功能也是消费者考虑的重点指标之一。 百佳泰的USB-C Monitor验证服务中,USB PD功能的测试一直是重中之重。有时客户因种种因素而未选测,但还是强烈建议一定要列测才能全面确保产品充电质量。为什么充电测试如此重要呢?本篇文章将透过4个案例,深入浅出剖析产品充电功能的隐藏风险。 充电失败常见原因1:输出电压及电流都失效 从图1可以看到,无法顺利充电的原因之一,即为电压一开始就没有拉上来,当然就不会有电流输出了。这一类的状况常见于产品开发初期。 图1. 输出电压及电流都失效 充电失败常见原因2:输出电压不稳定 一般在电流输出前,电压需要先拉升到稳定工作电压之后,才会开始输出电流来充电。但从图2可以发现,电压一直拉升失败,失败后又再拉升,反复循环下,充电自然是失败了。电压震荡过大,很容易造成充电异常。 图2. 输出电压不稳定 充电失败常见原因3:输出电压稳定,但不输出电流 虽然协议沟通完成,电压也拉升至工作电压了,但电流迟迟不输出,以致于充电失效,甚至有些手机还会误判而出现充电符号。更糟的是,这类型充电失效状况有时是机率问题,不一定在每次使用时都会发生,增加了Debug的难度。 图3. 输出电压稳定,但不输出电流 从以上3个案例来看,可以发现电压及电流的不正常,会导致充电的失败。那么,什么会影响电压及电流呢?根据百佳泰多年的测试经验来看,第一种原因是USB PD通讯协议的沟通失败及不完整,可能直接导致充电失败或是功率不足。第二种原因是Firmware及Hardware的问题,造成产品的兼容性不好。此类的问题须透过增加测试广度来解决。 除了电压及电流会影响充电成功与否,产品兼容性对于PD功能也有举足轻重的影响。 充电失败常见原因4:苹果就是不一样? Apple从iPhone 8 开始支持USB PD充电,透过USB-C to lightning cable来实现。虽然是支持PD,但Apple就是有那么一点点的不一样,USB PD需要针对Apple产品作调整才能正常使用。Apple USB PD除了常常发生充电状况,此问题还可能从8代到14代的iPhone都会发生。 从风险管理层面来看,相同品牌或同类型的设备与产品,可能都会发生一样的兼容性问题。如没能于出货前发现,消费者客诉的机会可能会大幅提升。 百佳泰以多年的经验,能提供一站式的测试服务,根据不同的产品类型及应用,提供测试方案及建议,让您的产品在测试前、中、后各阶段都能得到无微不至的质量把关。
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    2021-7-16 09:47
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    USB Battery Charging 1.2 测试介绍 - 下篇
    关键词: USB-IF, BC 1.2,测试, 充电 本期重点 1. 案例解说1: BC 1.2手机接上SDP标准下接埠(不支持BC1.2) 2.案例解说2: BC 1.2手机接上 CDP下接充电埠 3.案例解说3: BC 1.2手机接上DCP专用充电埠 4. BC 1.2测试内容 接下来,将透过以下三个案例来了解BC1.2手机如何判断接上SDP,CDP, 或DCP 案例(一)BC1.2手机接上SDP标准下接埠(不支持BC1.2) SDP detection 图 3 a. VOTG_SESS_VLD) b. DCD detect timeout c. 手机在D+上提供一个电压VDP_SRC(0.5V~0.7V),经由SDP上的RDP_DWN(14.25~24.8kΩ) 到地,然后比较D-上的VDM与VDAT_REF电压。 此时VDM=0 V,VDM(0V)小于VDAT_REF(0.25V~0.4V),则是接上了SDP,结束判断。 案例(二)BC1.2手机接上CDP下接充电埠 CDP detection 图 4 a. VOTG_SESS_VLD) b. DCD detect timeout c. Primary Detect(上图左):手机在D+上提供一个电压VDP_SRC(0.5V~0.7V),经由CDP上的RDP_DWN(14.25~24.8kΩ) 到地 i). CDP侦测D+=VDP_SRC(0.5V~0.7V),然后在启用CDP的VDM_SRC(0.5V~0.7V) ii). 手机侦测D-=VDM_SRC(0.5V~0.7V),大于VDAT_REF(0.25V~0.4V),则是接上CDP或DCP d. Secondary Detect(上图右):手机在D-上提供一个电压VDM_SRC(0.5V~0.7V) i). 此时D+ ≈0 V,手机 DCP_DET 侦测D+小于VDAT_REF(0.25V~0.4V),则此时连接上的是CDP ii). 然后手机关闭VDP_SRC与VDM_SRC,让D+和D-都保持低电位 案例(三)BC1.2手机接上DCP专用充电埠 DCP detection 图 5 a) VOTG_SESS_VLD) b) DCD detect timeout c) Primary Detect (上图左):手机在D+上提供一个电压VDP_SRC(0.5V~0.7V),经由DCP上的RDCP_DAT(<200Ω) 到D- i. 手机侦测D- ≈ VDP_SRC(0.5V~0.7V)电压,大于VDAT_REF(0.25V~0.4V),则是接上了CDP或DCP ( RDCP_DAT最大压降为 200Ω x 175 μ A= 0.035V ) d) Secondary Detect (上图右):手机在D-上提供一个电压VDM_SRC(0.5V~0.7V),经由DCP上的RDCP_DAT(<200Ω) 到D-,开启IDP_SINK(25 μ A ~175 μ A ) i. 手机侦测D+ ≈ VDM_SRC(0.5V~0.7V)电压,大于VDAT_REF(0.25V~0.4V),则此时连接上的是DCP ( RDCP_DAT最大压降为 200Ω x 175 μ A= 0.035V ) ii. 然后手机开启VDP_SRC。 BC 1.2 测试内容 BC1.2测试是主要是确认 BC1.2沟通正确 ,以及 Vbus供电的质量 ,测试项目如下: - CDP 的认证测项: 表2:CDP的测项 - DCP 的认证测项: 表3:DCP的测项 结论 在现今讲求效率的时代,USB Type-C Power Delivery可以支持高达240W的充电,但也相对考虑到向下兼容性问题,尤其是针对携带式装置。BC1.2所定义的充电埠使得便携设备能汲取更多的电流,意味着能进行更快速的充电。BC1.2也为其后的快充技术奠定了基础。当今具有充电功能的产品也多被要求支持BC1.2,了解BC1.2的基本运作原理和测试项目,能减少设计上遇到的问题,并且顺利通过测试。 参考文献 Battery Charging Specification, Revision 1.2, March 15, 2012 USB Battery Charging 1.2 Compliance Plan, Revision 1.2, September 30, 2013 作者 GRL台湾测试工程师 林致均Jimmy Lin 现任GRL Thunderbolt 3/4及USB4认证测试工程师,具四年的高频测试经验,熟悉Thunderbolt、USB的测试规范及其原理,协助客户解决测试问题并且取得认证。
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    2021-7-8 11:03
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    USB Battery Charging 1.2 测试介绍 - 上篇
    关键词: USB-IF, BC 1.2,测试, 充电 本文重点 1. BC 1.2简介 2. 充电能力比较 3. 常见的BC 1.2种类 4. SDP、CDP与DCP比较 5. 判断支持BC 1.2充电5步骤 –USB Type-C®产品进行USB-IF认证,需要测试 BC1.2吗? 目前USB-IF协会规定,只要有支持BC 1.2,就必须进行且通过BC1.2 测试。例如目前当红的USB-C充电器及使用USB Type-C母头且支持Power Delivery的笔电,必需支持BC1.2,过认证也必须通过BC1.2测试。 BC 1.2简介 Battery Charging 1.2,简称BC1.2,为USB-IF协会在2010年10月所发布的规范。基于当时USB 2.0的Vbus供电,最大能供给电流为500mA,对于携带式装置,如手机,充饱电需要很长的时间。BC1.2定义便携设备在连接到USB主机或集线器上,最大能汲取1500mA(相对于USB 2.0的3倍 )电流来进行充电,也就是只要原先1/3的时间就可以完成充电。 BC 1.2主要是藉由USB的D+和D-进行BC1.2侦测,便携设备与USB主机或集线器两者需都支持BC1.2,完成并确定支持BC1.2侦测后,再由Vbus提供1500mA电流来进行充电。 充电能力比较 用 支持BC1.2的手机 为例,连接到标准USB3笔电(SDP*2),以及支持BC1.2的USB3笔电(CDP*3),充电能力有何差异? 手机在连接到标准USB3笔电(不支持BC1.2),最大所能汲取的电流为900mA。 手机在连接后,未配置(Unconfigured),未进入Suspend的状态,最大可汲取电流为100 mA。 手机在连接后,已配置(Configured),未进入Suspend的状态,最大可汲取电流为900 mA(900 mA for USB 3.2, 500mA for USB 2.0)。 手机在连接后,已配置(Configured),且进入Suspend状态,最大可汲取电流为2.5 mA。 而手机接上支持BC1.2的USB3笔电,就能在未配置的状况下,汲取最大电流 1.5 A。 注1:但特别注意的是,若便携设备的电池处于Dead或Weak的状态,根据规范,在未配置的情况下,最大汲取电流为100 mA。(电池的Weak状态为最低限能启动装置的状态,而电池的Dead状态为不能启动装置的状态) 注2:SDP(Standard Downstream Port)为不支持BC1.2的标准埠 注3:CDP(Charging Downstream Port)为支持BC1.2的标准埠 常见的BC 1.2种类 手机在连接到标准USB3笔电(不支持BC1.2),最大所能汲取的电流为900mA。 一般的USB标准下接埠,Vbus可提供500mA(USB2.0)或900mA(USB 3.2),BC1.2充电埠则可以提供1.5A的充电。BC1.2充电埠又可分为支援USB Data的 充电下接埠CDP ,与 专用充电埠DCP 。 CDP(Charging Downstream Port充电下接埠): 具有更强充电能力的USB Port。它具有USB数据传输,且能供给2便携设备最大电流为1.5 A。 DCP(Dedicated Charging Port专用充电埠): 是没有USB数据传输功能的CDP,它可以提供给2便携设备4.75V~5.5V的电压及1.5A的充电电流。DCP会将其D+和D-间跨接电阻R。 ACA(Accessory Charger Adaptor): ACA具有一个 Charger Port 连接充电器,一个OTG Port连接便携设备,及一个Accessory Port连接其他装置。ACA使得便携设备在充电的同时,也能连接上其它的装置。 ACA-Dock: ACA-Dock具有一个Upstream Port(为Micro-A plug),一个以上或没有Downstream Port。便携设备连接到ACA-Dock Upstream Port可以汲取最大5 A的电流。ACA和ACA-Dock最大的区别在于ACA有支持OTG Port 能连接作为A-Device或 B-Device的便携设备。 SDP、CDP与DCP比较 表 1 判定支持BC 1.2充电5步骤 我们用支持BC1.2的手机为例,手机要如何知道自己现在是接上一个SDP或是支持BC1.2的CDP或DCP呢?以下为简易的流程图: 图1 图2 1. VBUS Detect: 手机接上USB充电埠,当手机侦测到Vbus电压,大于内部的有效电压阀值,则表示手机接上一个有效的电路。 2. Data Contact Detect(DCD): 手机侦测连接上充电埠是否有支持,手机在D+上输出电流(IDP_SRC),然后检测在D-上电压值,来确认D+/D- 接脚是否成功连接。由于手机并没有被要求一定要支持DCD,因此产生另一种机制来做判定:手机会等一段时间(TDCD_TIMEOUT)后,进入步骤3侦测。DCD的好处是,在判断成功连接后,可立即进入步骤3侦测,省去等待的时间。 3. Primary Detection: 手机侦测连接上充电埠是否有支持BC1.2,也就是侦测接上的是SDP或是CDP/DCP。手机会在D+上提供一个电压(VDP_SRC),然后比较D-上的VDM与VDAT_REF电压。 若VDM大于VDAT_REF,则可能是连接上CDP或DCP,继续步骤4侦测。 若VDM小于VDAT_REF,则是接上了SDP,结束判断。 4. Secondary Detection: 二次侦测要确定手机接上的BC1.2充电端口是否具备USB Data功能(DCP or CDP)。手机在D-上提供一个电压(VDM_SRC),然后比较D+上的电压VDP与VDAT_REF电压。 若VDP大于VDAT_REF,则此时连接上的是DCP 若VDP小于VDAT_REF,则此时连接上的是CDP 5. ACA Detection: 针对便携设备有Micro-AB插座,才进行ACA Detection。便携设备侦测是否接上ACA充电埠,并且判断接上ACA为何种Device类型,其主要透过侦测ID pin上五种不同的电阻来做判断。 下期重点 1. 案例解说1: BC 1.2手机接上SDP标准下接埠(不支持BC1.2) 2. 案例解说2: BC 1.2手机接上CDP下接充电埠 3. 案例解说3: BC 1.2手机接上DCP专用充电埠 4. BC 1.2 测试内容 参考文献 Battery Charging Specification, Revision 1.2, March 15, 2012 USB Battery Charging 1.2 Compliance Plan, Revision 1.2, September 30, 2013 作者 GRL台湾测试工程师 林致均Jimmy Lin 现任GRL Thunderbolt 3/4及USB4认证测试工程师,具四年的高频测试经验,熟悉Thunderbolt、USB的测试规范及其原理,协助客户解决测试问题并且取得认证。
  • 热度 9
    2021-7-1 11:28
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    TBT4 -TBT4认证包括针对轻薄型笔电(充电功率低于100W), 必须至少有一个TBT4端口可以对笔电进行充电;也就是在45W供电下,可对笔电电池进行充电。有关此测项之问题,请联系GRL. USB- USB-IF 宣布将于 2021年12月22日 终止 100W USB-C to USB-C Cable 的认证。 USB- 即日起所有 USB PD 认证应参考协会释出之最新测试规范:USB Power Delivery Compliance Test Specification Rev 1.2,此规范即为前 PD 合并测试规范(PD Merged Test Specification)。 USB - 最新 Type-C ® Cable & Connector 规范中,修改了第三章节表格 3-1,详细变更内容请至 USB-IF 官网下载 "USB Type-C® Cable and Connector Specification Revision 2.1"。 DisplayHDR- 由于可符合 VESA DisplayHDR 的产品越来越多,并且有更多的小面板产品可以实现 DisplayHDR 所带来的视觉效果,如:笔记本电脑、平板计算机、手机等,为了让小面板产品更能够被精准的量测DisplayHDR 的表现,VESA 在 DisplayHDR 1.1 CTS Errata 2 中增加了 4x3 的 Checkboard 测试条件。 免责声明 本资讯仅为便于参照而提供。本资讯不是且不应视为 USB-IF(USB Implementers Forum) /VESA之正式通讯。 产业动态 -因近年电动车市场蓬勃发展, 无线充电技术 的提升受到重视。目前全球有两大无线充电联盟,分别为 WPC论坛 (Wireless Power Consortium)与 AirFuel联盟 (原A4WP与PMA合并而成),两边所各支持的无线充电技术也不同;WPC论坛支持的QI标准称磁感应耦合,因安全性及稳定性高并具成本优势,是目前商用最为广泛的技术,但此技术支持的无线传输距离较短,并存在传输效率低且位置需固定的缺点;而Airfuel标准则为磁共振耦合,此技术可支持10~20公分以上较远程的传输距离,传输效率较高可达75%~90%,并可实现移动中充电的目的,但缺点则是成本过高、效率易不稳定且待机功率高。 - 南韩InterBattery 2021展会 顺利落幕,InterBattery展会由韩国电池工业协会和Coex共同主办,为韩国最大的 二次电池展 ,展品范围横跨二次电池区(镍镉电池、镍氢电池、NAS电池、锂离子电池等)、原材料区域(正负极材料、电解液电解质、离子水溶液等电池用制造装置与零部件)、机械装置区域(电池生产测试装置、生产技术)、电动车区域(充放电系统、电动车展示)、能量储存区以及研发专区,展会焦点除了电池三雄乐金能源解决方案LGES、三星SDI和SK Innovation外,更有世界各地200多间电池相关产业共同参展,为期三天的展会吸引超过三万人共襄盛举。越来越多企业纷纷宣布跨足电池领域,鸿海也于近期加入战局,表示希望可以在2024年量产固态锂电池,从各大厂积极的行动可以看出,未来电池市场的可观商机。
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    2021-2-5 09:32
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    快充技术: USB Power Delivery和Quick Charge™介绍
    手机、电脑等科技产品性能越来越强大,屏幕也越生产越大,连带耗电量也逐渐增加,如何实现快速充电是用户关心的话题。但是,在用户体验中,以下问题现象成为了消费者困扰的难题。 手机具备快充功能,但是充电速度为什么依旧很慢? 快充安全有隐患?充电爆炸成恐慌。 边滑手机边充电,手机发热惹惊慌?! 市场产品品质参差不齐,消费者若使用不符合规范的充电器进行充电,或是使用标准不合的充电器或者使用了劣质线材,手机不但无法实现快充功能,更会产生安全隐患。关于快充,您又知多少? 快充原理: 在电学上,电压(伏特, V )乘以电流(安培, A )就可以得到功率(瓦特, W ),充电瓦数越高,代表充电所需的时间越短。现在的快充技术可透过以下三种方式实现。 1. 高电压低电流模式:增强电压,提高充电功率 2. 低电压高电流模式:提高电流,加强充电功率 3. 高电压高电流模式:增强电压,提高电流 简单来讲,快充就是在安全的负载范围内,能够有效提升产品充电速度、降低充电时间。目前市面上热议的快充技术,包括高通推出的 Quick Charge™ (QC) 及 USB 开发者论坛所定义的 USB Power Delivery (PD) 。 什么是 USB Power Delivery? USB Power Delivery (USB PD) 是利用 USB (Universal Serial Bus) 线缆,最大可供 100W 供电受电的 USB 供电扩充标准。过往 USB 最大供电功率分别为 USB 2.0 (2.5W) 、 USB 3.0 (4.5W) 、 BC 1.2 版本( 7.5W ),现在一跃至 100W 供电受电,因此笔记本电脑、平板电脑等以往无法支援的设备也能进行供受电,可支援的设备大幅扩大。 USB PD 使用 USB Type-C® 连接器,可以在以往 USB 资料通讯的同时进行供电,涵盖手机、相机、充电宝、平板电脑、笔记本电脑、显示器等,一条线简单搞定充电及数据传输。另外还支援 Alternate Mote 模式,因此可以处理视频信号。使用 1 个 USB 段子就可以进行数据传输、供电受电、视频信号传输,从而可以搭建简单、便利性高的环境。 USB Power Delivery (USB PD) 技术 USB Power Delivery (USB PD) 1.0 规范种对供电能力设定为五个级别( Profile 1~5 ) : Profile 1 (提供 5V@2A , 10W 供电,适用于手机等各类可便携式装置) Profile 2 (提供 5V@2A 、 12V@1.5A 、 10~18W 供电,适用于平板电脑或外接存储装置) Profile 3 (提供 5V@2A 、 12V@3A 36W 供电,适用于超极本等装置) Profile 4 (提供 5V@2A 、 12/20V@3A 60W 供电, microUSB 支持的最大供电规格,适用于 All in One 电脑) Profile 5 (提供 5V@2A 、 12V@5A 、 20V@5A 100W 供电,用于标准 A/B 与 USB Type-C® 连接头,适用于液晶显示器、平板电视) USB PD 1.0 支持四种电压 5V 、 9V 、 15V 、 20V ,最高 100W ,并向下兼容 USB 3.2/2.0 、 BC 1.2/1.1/1.0 ,并有 5 种 Profile 。 USB PD 2.0 可使用 Type-A 、 Tyep-B 及 Type-C 接口。到了 USB PD 3.0 ,仅能使用 USB Type-C® 接口,并加入 PPS ( Programmable Power Supply )。 USB PD 2.0 VS. USB 3.0 什么是 QC 快充? Quick Charge™ (QC) 快充为高通公司( Qualcomm® )所研发的快充技术,只要有搭载旗下晓龙 ™Snapdragon 系统晶片的安卓手机,皆可使用其快充技术。除了支持多款采用晓龙 ™Snapdragon 处理器的手机之外,也支持部分其他品牌的处理器。 QC 快充技术推出的历史版本如下: QC 1.0 支援 10W 起; QC 2.0 支援 15W 起; QC 3.0 支援 18W 起; QC 3+ 支援 18W 起; QC 4 支援 18W ( A ) /27W ( B )起; QC 4+ 支援 18W ( A ) /27W ( B )起; QC 5 支援 45W 起。 2020 年高通( Qualcomm® )推出商用快速充电技术 Quick Charge™ 5 (QC 5) ,可支持 Android 智能手机大于 100W 充电功率的快充晶片。其效率较前一代高 70% ,且充电速度快 4 倍,装置电量于 5 分钟可从 0% 充至 50% ;同时采用高通( Qualcomm® )旗下充电功率智能识别配接器技术,可在最高电力转换传输效率下确保充电安全,因此可延长装置电池的寿命。 除此之外, QC 5 不但相容于之前的 QC 4+ 、 QC 4 、 QC 3 和 QC 2 ,而且延续 QC4 ,一样能运用于 USB-PD 和 Type-C 技术,并相容于 USB Type-C 协议等产业标准,因此可进而扩充到其他装置。 QC4+ VS. QC5 读到这里相信您对快充的规范也有所了解,但是市面宣称拥有快充功能的产品千百种,这些产品又是否真的具备这些功能呢?市场上形色不同的快充产品又是否能够通过 USB Power Delivery 或 Qualcomm Quick Charge 的相关测试呢? 延伸Q&A Q1: 是不是产品应用了通过 PD 认证的芯片,产品就可以通过 PD 认证呢? A1: 不是。即使产品应用了通过 PD 认证的芯片,若厂商自身设计产品的技术有局限,依旧会导致产品无法通过 PD 测试项目,最后无法达到快充功效。 Q2: 若产品想要通过 PD 认证,是不是一开始就必须使用通过 PD 认证的芯片? A2: 不是。只需要您的产品最后通过 PD 快充认证,产品即可打 PD 快充 Logo ,具备快充功能,针对是否使用通过 PD 认证芯片无要求。 Q3: 如何识别产品是否具备快充功能? A3: PD 快充为非强制性认证,但是若您想要打上 Logo ,则必须要过认证哦!而若您的产品使用了 QC 技术,就必须做 QC 认证。
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