1 QC 2.0
1.1 高通Quick Charge 2.0 高速充電原理分析
高通的QC2.0高速充電須要手機端和充電器都要支持才行。
當將充電器端通過數據線連到手機上時,充電器默認的是將D+和D-短接的,這樣手機端探測充電器類型是DCP(參見本人還有一篇博文《高通平台USB2.0和3.0接口充電器識別原理》)。手機以默認的5V電壓充電,接着步驟例如以下:
1) 假設手機端使能了高速充電協議。Android用戶空間的hvdcp(high voltage dedicated charger port)進程啟動,而且在D+上載入0.325V的電壓維持超過1.25s上;
2) 充電器檢測到D+上電壓0.325V維持超過了1.25s。就斷開D+和D-的短接,因為D+和D-斷開,所以D-上的電壓不再尾隨D+上的電壓0.325V變動。此時開始下降;
3) 手機端檢測到D-上的電壓從0.325V開始下降維持1ms以上時,hvdcp讀取/sys/class/power_supply/usb/voltage_max的值,假設是9000000uV,就設置D+上的電壓為3.3V。D-上 的電壓為0.6V,否則設置D+為0.6V。D-為0V;
4) 充電器檢測到D+和D-上的電壓后,就調整充電器輸出電壓。詳細D+和D-上的電壓和充電器輸出電壓相應如Table 1-1所看到的:
Table1-1
注意:當DP=0.6 V,而DM=3.3 V時。表示Quick Charge將進入continuous mode(也就是QC3.0模式)。
參考 smbchg_prepare_for_pulsing()。
1.2 Parallel Charging
Question: 單獨的PMI8952的充電最大電流是多大?
Answer:
單獨PMI8952最大充電電流是2.0+A。可是實際電流應該不到2A,主要是依賴於PCB板子的布局和thermal等參數強相關。
Question: 假設採用並行充電。那么PMI8952的充電電流一般多大呢?是自己主動的?還是能夠指定的?
假設是並行充電,PMI和SMB組合最大3.0A左右。自己主動調節各個通道的電流。
2 QC 3.0
由於全面使用了Type-C接口代替原來的MicroUSB接口,QC 3.0最大電流也提升到了3A。由於電壓更低所以效率提升最高達38%,充電速度提升27%,發熱減少45%。
QC 2.0提供5V、9V、12V和20V四檔充電電壓,QC 3.0則以200 mV為步幅,提供從3.6 V到20 V電壓的靈活選擇。
採用 QC 3.0時。便攜式設備通過USB接口的D+和D-信號提交電壓選擇請求,在同一時間可能有不規律的USB數據通信。
關於QC3.0支持的總線電壓(VBUS) 范圍,A級為3.6 V至12 V。B級為3.6 V至20 V。QC 3.0在分立模式下等同於QC 2.0,以0 V、0.6 V、3.3 V三級邏輯通過靜態D+/D- 值選擇VBUS;在連續模式下,新的QC 3.0以200 mV小步幅添加或減少VBUS,讓便攜式設備選擇最適合的電壓達到理想充電效率。更具靈活性,其最大負載電流限制為3 A,最高功率可達60 W。
實際產品中都是最大18W(能夠覺得是9V * 2A)。與QC 2.0是一樣的。
Table 2-1 QC 3.0 Spec
識別順序:先是5V時電流1.2A,然后電壓升到9V。電流下降到0.2A (HVDCP_ICL_VOTER),之后電壓降到5V,電流不變;最后電壓和電流同一時候上升。穩定在7V2.2A左右,功率到15~17W左右,這個識別過程大概15秒。
3 QC 4.0
QC 4.0也增加了“智能最佳電壓技術”(INOV)。而且增加USB PD支持。
相比QC 3.0 200mV的步進電壓調節檔位。QC 4.0將會進一步優化INOV算法。將調節精度做到了10mV,比上代提了近20倍精度。將充電最高功率調整到28W,方案設計為5V/4.7A~5.6A和9V/3A,舍棄了12V的設計。且步進電壓調整為10mV。如此大的電流值。步進電壓將調整為10mV。這相對於如今的200mV是一個很大的進步。
4 Acronym
POWER_SUPPLY_DP_DM_DPR_DMR: R means Remove
POWER_SUPPLY_DP_DM_DPF_DMF: F means Floated, High-Z