Схема питания usb: Распиновка разъёмов USB 2.0

типы разъемов A, B, C, mini и micro

Содержание:

Любой цифровой гаджет, от ноутбука до флешки имеет USB разъем. Иногда это гнездо может поломаться или просто перестать работать. В данном случае встает необходимость починить прибор, но для этого требуется распиновка usb разъема.

Такой тип имеет одинаковую форму, конструкцию и напряжение (5Вольт), многие производители используют свою собственную распиновку. Международного стандарта в этом вопросе не существует. Однако есть определенные советы электронщиков, которые помогут разобраться в этом вопросе. В данной статье будут приведены самые распространённые и основные схемы распиновки разъема USB и как его можно починить в домашних условиях. В качестве бонуса, материал содержит несколько наглядных роликов по выбранной теме.

Как выглядит разъем USB

Виды разъемов USB

Аббревиатура «USB» несет сокращенное обозначение, которое в целостном виде читается как «Universal Series Bus» – универсальная последовательная шина, благодаря применению которой осуществляется высокоскоростной обмен цифровыми данными. Универсальность USB интерфейса отмечается:

• низким энергопотреблением;
• унификацией кабелей и разъемов;
• простым протоколированием обмена данных;
• высоким уровнем функциональности;
• широкой поддержкой драйверов разных устройств.

Какова же структура USB интерфейса, и какие существуют виды ЮСБ технологических разъемов в современном мире электроники? Попробуем разобраться.

Распиновка usb разъёма – расположение проводов по цветам по отношению к контактам коннектора. Неправильная распайка приведёт к выходу из строя соединяемых гаджетов.

распиновка usb разъема

Технологическая структура интерфейса USB 2.0

Разъемы, относящиеся к изделиям, входящим в группу спецификаций 1.х – 2.0 (созданные до 2001 года), подключаются на четырехжильный электрический кабель, где два проводника являются питающими и ещё два – передающими данные. Также в спецификациях 1.х – 2.0 распайка служебных ЮСБ разъемов предполагает подключение экранирующей оплётки – по сути, пятого проводника. Существующие исполнения соединителей универсальной последовательной шины отмеченных спецификаций представлены тремя вариантами:

1. Нормальный– тип «А» и «В».
2. Мини– тип «А» и «В».
3. Микро – тип «А» и «В».

Разница всех трёх видов изделий заключается в конструкторском подходе. Если нормальные разъемы предназначены для использования на стационарной технике, соединители «мини» и «микро» сделаны под применение в мобильных устройствах. Поэтому два последних вида характеризуются миниатюрным исполнением и несколько измененной формой разъема.

Таблица распиновки стандартных соединителей типа «А» и «В»

Контакт	Спецификация	Проводник кабеля	Функция
1	Питание +	Красный (оранжевый)	+ 5В
2	Данные  –	Белый (золотой)	Data –
3	Данные +	Зеленый	Data +
4	Питание –	Черный (синий)	Земля

Наряду с исполнением разъемов типа «мини-А» и «мини-В»,  а также разъемов типа «микро-А» и «микро-В», существуют модификации соединителей типа «мини-АВ» и «микро-АВ». Отличительная черта таких конструкций – исполнение распайки проводников ЮСБ на 10-пиновой контактной площадке. Однако на практике подобные соединители применяются редко.

Таблица распиновки интерфейса Micro USB и Mini USB соединителей типа «А» и «В»

Контакт	Спецификация	Проводник кабеля	Функция
1	Питание  +	Красный	+ 5В
2	Данные  –	Белый	Data  –
3	Данные  +	Зеленый	Data  +
4	Идентификатор	–	Хост – устройство
5	Питание  –	Черный	Земля

Технологическая структура интерфейсов USB 3.х

Между тем совершенствование цифровой аппаратуры уже к моменту 2008 года привело к моральному старению спецификаций 1.х – 2.0. Эти виды интерфейса не позволяли подключение новой аппаратуры, к примеру, внешних жестких дисков, с таким расчётом, чтобы обеспечивалась более высокая (больше 480 Мбит/сек) скорость передачи данных.

Соответственно, на свет появился совершенно иной интерфейс, помеченный спецификацией 3.0. Разработка новой спецификации характеризуется не только повышенной скоростью, но также дает увеличенную силу тока – 900 мА против 500 мА для USB 2/0. Понятно, что появление таких разъемов обеспечило обслуживание большего числа устройств, часть из которых может питаться напрямую от интерфейса универсальной последовательной шины.

Как выглядит USB

Распиновка USB разъемов для Philips, LG, Nokia, HTC и Samsung

Устройства, выпущенные под брендами LG, Samsung, HTC, Philips и Nokia могут заряжаться только в том случае, если в гнезде ил штекер закорочены контакты Data- и Data+, помеченные на схеме цифрами 3 и 2. Это значит, что телефон можно зарядить даже через обычный дата-кабель, если закоротить соответствующие контакты в гнезде зарядного устройства самостоятельно.

Распиновка USB разъемов на штекере

Если вместо выходного гнезда на заряднике имеет только выходной шнур, то к нему нужно припаять штекер стандарта micro- или mini-USB. Для того в самом штекере необходимо и соединять между собой контакты, пронумерованные 2 и 3 (в схеме они также обозначаются зеленым и белым цветом). В таком штекере плюс припаивается к контакту 1, а минус – к 5.

Распиновка USB разъемов для смартфонов от Apple

На iPhone контакты Data- и Data+ соединяются с GND (он обозначен номером 4) через резистор с сопротивлением 50 кОм. Они также соединены с контактом 5V через резистор с сопротивлением 75 кОм.

Существующие компьютерные разъемы

Распиновка на зарядниках для Samsung серии Galaxy

Смартфоны серии Galaxy от компании Самсунг заражаются через штекер micro-USB BM с установленным резистором 200 кОм между контактами 4 и 5. Между 2 (Data-) и 3 (Data+) также стоит закорачивающая перемычка.

Распиновка USB штекеров для зарядки навигаторов от Garmin

Для подзарядки и питания этих устройств используются дата-кабели специальной конструкции. Но из простого mini-USB штекера можно сделать приспособление для питания. Для этого надо перемкнуть контакты 4 и 5. Чтобы можно было заряжать навигатор Garmin от mini-USB, следует соединить эти контакты между собой через резистор с сопротивлением 18 кОм.

Схемы цоколевки для подзарядки планшетных компьютеров

Большинство планшетов требует больших показателей входного тока (почти в 2 раза), чем смартфоны. Кроме того, некоторые производители не предусматривают возможность заряда через гнезда mini- и micro-USB, потому что даже при использовании формата USB 3.0 сила тока не превысит 0,9 А. Для зарядки нужно монтировать отдельное гнездо, которое затем адаптируется под источник тока. Другой вариант предполагается спаивание переходника из штекеров USB-AM и DC plug 2.0 mm, где к DC подсоединяются контакты 1 и 4.

Распиновка для Samsung Galaxy Tab

Для обеспечения нужных параметров питания в этом случае между Data- и Data+ ставится перемычка, которая соединяется с GND через резистор 10 кОм, а с контактом +5V – через 33 кОм.

Распиновка разъемов зарядных портов

Следующие схемы показывают, как нужно расположить резисторы, чтобы получить номинальное напряжение для зарядных портов. В тех случае, где указано 200 Ом, необходим монтаж перемычки с меньшим сопротивлением.

Классификация портов:

• SDP – порт для зарядки и передачи данных с допустимым током до 0,5 А;
• CDP – порт для зарядки и передачи данных с током до 1,5 А;
• DCP – только зарядочный порт с током до 1,5А;
• ACA – порт USB-аксессуаров (мышек, клавиатур, HDD, хабов), поддерживающих, как обмен данными, так и зарядку.

USB разных поколений

Самостоятельная переделка штекера

Чтобы по указанным выше схемам сконструировать нужный штекер, необходимы лишь минимальные навыки работы с паяльником. Работа ведется только с минусовым и плюсовым контактами. Достаточно взять любой адаптер с выходом 5V, отрезать USB-коннектор, зачистить и залудить провода. Аналогичные действия проводятся с подсоединяемым USB-разъемом. Далее провода спаиваются по схеме. Сначала каждое соединение нужно замотать изолентой отдельно, а затем – обмотать провода между собой вместе, чтобы они не болтались свободно. Для этого также можно воспользоваться термоклеем.

Интересно почитать: что такое клистроны.

USB 1.1 — это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

Как устроен USB разъем

В USB 2.0 добавлен третий режим работы — High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме — 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с. На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию. Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с.

Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания. Читайте также:  Как выбрать греющий кабель для обогрева крыши и водостоков? Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично. Классификация и распиновка При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны.

[stextbox id=’info’]Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом — металлические детали, полости обозначаются белым цветом.[/stextbox]

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками. К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B — пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0.

Разъем в компьютере

Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов. Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда. Последняя модификация разъемов ЮСБ — тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью. Распиновка USB 2.0 разъема типы A и B Классические разъемы содержат 4 вида контактов, в мини- и микроформатах — 5 контактов. Цвета проводов в USB-кабеле 2.0:

+5V (красный VBUS), напряжение 5 В, максимальная сила тока 0,5 А, предназначен для питания; D- (белый) Data-; D+ (зеленый) Data+; GND (черный), напряжение 0 В, используется для заземления.

Особенности распайки кабеля на контактах разъемов

Какими-то особыми технологическими нюансами пайка проводников кабеля на контактных площадках соединителей не отмечается. Главное в таком процессе – обеспечение соответствия цвета предварительно защищенных от изоляции проводников кабеля конкретному контакту (пину).

Интересно почитать: что такое конденсаторы.

Также, если осуществляется распайка модификаций устаревших версий, следует учитывать конфигурацию соединителей, так называемых – «папа» и «мама». Проводник, запаянный на контакте «папы» должен соответствовать пайке на контакте «мамы». Взять, к примеру, вариант распайки кабеля по контактам USB 2.0. Используемые в этом варианте четыре рабочих проводника, как правило, обозначены четырьмя разными цветами:

• красным;
• белым;
• зеленым;
• черным.

Соответственно, каждый проводник подпаивается на контактную площадку, отмеченную спецификацией разъема аналогичной расцветки. Такой подход существенно облегчает работу электронщика, исключает возможные ошибки в процессе распайки.

[stextbox id=’info’]Аналогичная технология пайки применяется и к разъемам других серий. Единственное отличие в таких случаях – большее число проводников, которые приходится паять. Чтобы упростить себе работу, удобно использовать специнструмент – надежный паяльник для пайки проводов в домашних условиях и стриппер для снятия изоляции с концов жил.[/stextbox]

Независимо от конфигурации соединителей, всегда используется пайка проводника экрана. Этот проводник запаивается к соответствующему контакту на разъеме, Shield – защитный экран. Нередки случаи игнорирования защитного экрана, когда «специалисты» не видят смысла в этом проводнике. Однако отсутствие экрана резко снижает характеристики кабеля USB. Поэтому неудивительно, когда при значительной длине кабеля без экрана пользователь получает проблемы в виде помех.

Заключение

Рейтинг автора

Написано статей

Более подробно о распиновке usb разъеманапряжении рассказано в Схема распайки.  Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.sovet-ingenera.com

www.rostov-na-donu.axeum.ru

www.odinelectric.ru

www.helpadmins.ru

www.instrument.guru

Предыдущая

ПрактикаКак проверить магнетрон на исправность мультиметром

Следующая

ПрактикаКак сделать распиновку витой пары RJ45

Распиновка USB разъема, micro и mini порты

С развитием технологии передачи данных появилось несколько видов порта USB. Рассмотрим, чем они отличаются и какая у каждого из разъемов USB распиновка.

USB — это последовательная шина передачи данных. Обмен данными идет между головным устройством и управляемым. В роли головного устройства обычно выступает компьютер.

Так как интерфейс Universal Serial Bus имеет шину питания, то он используется и для зарядки мобильных устройств, таких как планшеты, смартфоны и др.

Самая распространенная версия 2.0 использует 4 провода: два для питания (+ 5В и GND) и два для передачи данных (обозначены как D + и D- в распиновке). Два провода данных обычно идут в виде витой пары. Сам кабель имеет экран, подключенный к заземлению на стороне хоста.

Распиновка разъема USB A 2.0

Использование витых пар снижает влияние внешних помех.

В дешевых кабелях может и не быть экранирующей оплетки и провода данных без витой пары применяются. Это все сказывается на качестве передачи информации.

Виды разъемов

Интерфейс USB для подключений устройств использует разъем. Разъем представлен розеточной (гнездо) и вилочной (штекер) частью.

Кабели поставляются с одним из пяти основных видов разъемов USB:

• A,
• B,
• mini B,
• micro B,
• C.

Кабель имеет всегда два разъема на своих концах, это “USB-A” и “USB-B”. «A» всегда подключается к Host, а «B» — к управляемому устройству (slave).

Встречаются редко кабели с разъемом «тип А» с двух сторон. Но их использовать для соединения двух пк нельзя. Как уже сказано, при использовании интерфейса Universal Serial Bus есть главное устройство Master и до 127 устройств Slave. Соединять устройства Master (host) между собой нельзя. Они выдают +5В каждый по своей линии и может произойти авария.

Распиновка USB типа А

Разъем-USB 2.0 тип A наиболее распространенный и знакомый формат. Штекер USB-A плоский и прямоугольный, он больше, чем у других типов, и удерживается на месте исключительно за счет трения, и это позволяет очень легко подключать его и отключать.

Помимо распиновки разъемов USB, в таблице также указаны цвета проводов, используемых в кабелях.

Контакт	Цвет провода	Назначение
1	Красный	Vbus (4,75 — 5,25 В)
2	Белый	D−
3	Зеленый	D+
4	Черный	GND
Оплетка		Земля (на стороне хоста)

Контакты питания и заземления необходимо подключить к устройству перед подключением сигнальных линий. Конструктивно штекер именно так и устроен. Контакты линий данных выполнены меньшей длины, чем контакты питания (см. рис. ниже). А корпус разъема и есть «земля» и он подключается первым.

Внешний вид разъема USB типа B

Второй тип порта, известный как тип B, часто использовался для небольших периферийных устройств в версии 2.0.

Штекер USB-2.0 тип B имеет почти квадратную форму, но имеет небольшой скос на углах, на верхних концах разъема.

Подобно разъему «USB-A» штекер типа B использует трение, чтобы удержаться на месте.

Mini и Micro порты

Разъем USB Mini используется во многих камерах и мобильных телефонах, где пространство ограничено. Доступны две версии: mini-A и mini-B.

Контакты мини usb

Эти мини-разъемы, как Mini-A, так и Mini-B, обеспечивают очень компактные возможности подключения, а также могут служить надежным соединительным элементом. Штекеры Mini-A и Mini-B имеют размер примерно 3 на 7 мм.

С уменьшением размеров девайсов было разработано решение для разъемов еще меньшего размера.

Так появился USB-micro, снова доступны версии Micro-A и Micro-B.

Порт Micro принят во многих организациях в качестве стандарта. Open Mobile Terminal Platform, OMTP, одобрила Micro-USB в качестве стандартного разъема для данных и питания на мобильном устройстве.

Также Международный союз электросвязи, ITU, объявил, что он применил micro-USB для своего универсального решения для зарядки, тем самым позволяет всем зарядным устройствам использовать один и тот же разъем и стандартизовать одно зарядное устройство, которое можно использовать для нескольких типов оборудования, например, телефонов от разных производителей.

Распиновка Mini и Micro немного отличаются: стандартный USB использует 4 контакта, а Mini и Micro используют 5 контактов в разъеме. Дополнительный штифт используется как индикатор наличия подключенного устройства.

Стандартный микроразъем доступен только до стандарта USB второго поколения.

Микро-разъем входит в стандартную комплектацию большинства мобильных телефонов и многих других портативных устройств, хотя разъемы USB-C вытесняют их в устройствах новейшего поколения.

Самый распространенный вид кабеля — от “USB micro-B” до стандартного “USB-A”, который обычно используется в мобильных зарядных устройствах.

Распиновка usb-micro 2.0

Контакт	Цвет провода	Назначение
1	Красный	Vbus 5В
2	Белый	D−
3	Зеленый	D+
4	n/a	USB OTG ID
5	Черный	GND

Распиновка мини и микро с контактами 3+2

Стандартный микро штекер имеет пять контактов в более старых поколениях и десять контактов в поколении 3.0.

Сравнение usb-micro 2 и usb-micro-3Распиновка микро USB 3 тип В

Линии передачи данных

Для USB 1 и 2 используется четырехпроводная система. Кабели имеют такие провода: питание, землю, а затем витую пару для дифференциальной передачи данных.

Линии обозначены как Data+, D+ и Data-, D-.

Для юсб 3 были введены новые линии. Для каждого порта есть TX1+/TX1- и TX2+/TX2-, чтобы передать данные, а для приема данных линии — RX1+/RX1- и RX2+/RX2-.

Контакты USB OTG

Четвертый контакт (определение режима) также обычно называют USB «On-the-Go» или просто «OTG». Этот вывод позволяет устройствам переключаться между ролями хоста и периферии.

В смартфоне, например, соединение может позволить телефону работать как запоминающее устройство большой емкости при подключении к компьютеру. Или как хост для чтения данных со съемного запоминающего устройства, подключенного к телефону.

Этот вывод OTG также позволяет устройствам «решать», какие устройства будут получать питание от другого — обычно хост будет подавать питание на периферийное устр-во, хотя в некоторых случаях роли могут быть повторно согласованы.

3.0 и 3.1: SuperSpeed

USB используется во многих областях, и для многих приложений, где важна скорость.

USB-3.0 был запущен в 2008 году и обеспечивал скорость передачи данных до 5 Гбит/с и также назывался Superspeed.

3.0 — это третья основная версия стандарта универсальной последовательной шины для взаимодействия компьютеров и электронных устройств. 3.0 сочетает в себе шину 2.0 и новую шину SuperSpeed со скоростью передачи данных до 5,0 Гбит/с, что примерно в десять раз быстрее, чем стандарт 2.0. Разъемы юсб 3.0 обычно отличаются от аналогов 2.0 синим цветом розеток и вилок.

Разъем USB 3.0 синего цвета

USB-3.1, также называемый Superspeed+, был запущен в июле 2013 года и обеспечивал возможность передачи данных со скоростью до 10 Гбит/с (1,25 ГБ/с, в два раза быстрее, чем 3.0).

В дополнение к различным разъемам, используемым на кабелях, устройствах и т. д. 3.0 кабель можно отличить от своих аналогов 2.0 по синему цвету портов или инициалам SS на штекерах.

Контакты USB-3 и цветная маркировка проводов

Для USB-3.0 были введены новые разъемы.

Что касается фактических подключений в портах 3 версии, оригинальные подключения D+ и D-, а также питание и земля остаются, но для передачи данных SuperSpeed используются новые драйверы и приемники для витой пары. Они помечены как StdA_SSRX + и StdA_SSRX- для принимающей стороны и StdA_SSTX + и StdA_SSTX- для передающей стороны.

Распиновка разъема USB 3.0 тип В

Что такое USB-C

USB-C или Type-C — это система с 24-контактным разъемом, которая была представлена в августе 2014 года для обеспечения улучшенных возможностей подключения и более компактного и надежного разъема.

Разъем-USB Type-C — это новый стандартный порт меньшего размера для Universal Serial Bus .

Другое преимущество разъема C заключается в том, что это единый стандарт, который можно использовать для всех устройств. Поэтому количество различных портов должно уменьшиться по мере того, как C становится все более распространенным.

Он может поддерживать множество различных протоколов, используя так называемые альтернативные режимы. Это позволяет иметь адаптеры, которые могут выводить HDMI, VGA, DisplayPort или другие типы подключений через один порт USB.

Распиновка и функции разъема USB C

Разъем Type-C имеет гораздо большее количество линий, которые доступны для обеспечения расширенных возможностей.

Порты имеют 24 контакта, и, в отличие от USB1 и USB2, разъем можно подключать любой стороной вверх.

Распиновка Type-C

• Разъем C включает два набора дифференциальных пар RX и два TX для передающей стороны. На схеме разъемов они показаны как RX ± 1 и RX ± 2 для приемной стороны и TX ± 1 и TX ± 2 для передачи. Два набора необходимы, чтобы соединитель можно было переворачивать. Для достижения требуемых характеристик передачи включен мультиплексор, который правильно направляет данные в используемые дифференциальные пары в кабеле.
• CC контакты служат для конфигурации канала, и эти линии выполняют многие функции конфигурации, необходимые для порта и кабеля. Они включают обнаружение присоединение или отсоединение кабеля, определение ориентации розетки или штекера. Эти линии также используются для связи и настройки, необходимых для USB-PD.
• Линии D+ и D- обеспечивают дифференциальные пары данных для подключения USB 2. Можно видеть, что внутри разъема есть два набора контактов, которые используются для того, чтобы разъем можно было переворачивать, то есть вставлять в любом направлении вверх.
• SBU1 и SBU2: эти две линии используются для альтернативного режима для таких приложений, как использование порта USB-C / USB3 / 4 для управления HDMI или другими интерфейсами. Порт переконфигурируется, чтобы действовать так же, как HDMI или другой интерфейс.
• VBUS: напряжение VBUS обычно составляет 5 В, что идеально для небольших устройств, таких как смартфоны и другие небольшие перезаряжаемые устройства. Но USB-C может заряжать более крупные устройства, включая ноутбуки, и для них требуется большее напряжение. Для этого стандарт позволяет удаленным устройствам согласовывать с хостом необходимое напряжение VBUS. USB Power Delivery позволяет VBUS подавать напряжение до 20 В. Максимальный ток также может быть увеличен до 5 А, что дает общую мощность 100 Вт.
• VCONN: для обеспечения очень высоких скоростей и высоких уровней мощности, используемых для USB 3 и 4, могут потребоваться специализированные кабели, в которые встроены микросхемы: они могут включать микросхему драйвера. Питание для этих внутрикабельных микросхем обеспечивается по линии VCONN.

Назначение контактов разъема Type-C

USB4

29 августа 2019 года USB-IF представила спецификацию USB4. Новый стандарт обеспечивает большую гибкость и функциональность. Он основан на спецификации протокола Thunderbolt 3 и поддерживает скорость передачи данных до 40 Гбит/с. Он совместим с Thunderbolt 3, а также обратно совместим с версиями 3.2 и 2.0.

USB 4 будет использовать разъем типа USB-C, так как он может соответствовать скорости и режиму работы юсб 4. Это означает, что любой, у кого в настоящее время есть USB-3 с разъемом Type-C, сможет использовать порты USB 4, хотя, чтобы использовать полную скорость, необходимо иметь все порты USB4 и устройства.

Зарядное

Из-за возможности подачи питания на предварительные устройства USB часто используется в качестве зарядного устройства для портативной техники.

Чтобы распознать зарядку аккумулятора, специальный порт зарядки устанавливает сопротивление между клеммами D + и D− не более 200 Ом.

Простое зарядное устройство должно включать резистор 200 Ом между проводами D+ и D- (иногда достаточно короткого замыкания D+ и D-). В этом случае устройство не будет пытаться передавать или принимать данные, но может потреблять до 1,8А, если источник питания может это обеспечить.

Напряжение, подаваемое хостом или портами концентратора с питанием, составляет от 4,75В до 5,25В. Максимальное падение напряжения для концентраторов с питанием от шины составляет 0,35В от хоста или концентратора до выходного порта концентратора. Все концентраторы и функции должны иметь возможность отправлять данные конфигурации при напряжении 4,4В, но при этом напряжении должны работать только маломощные функции. Нормальное рабочее напряжение для функций составляет минимум 4,75В.

Экран следует подключать только к заземлению на хосте. Ни одно устройство не должно подключать экран к земле.

Распиновка разъема мини для кабеля зарядки

Устройства определяют тип зарядного устройства и допустимый ток зарядки, по потенциалам на контактах D+ и D-  разъема USB. Поэтому подачи только одного напряжения +5V на устройство, для начала процесса зарядки недостаточно, они просто не поймут, что подключены к ЗУ и откажутся от зарядки. Таким образом, результат использования любой +5V вольтовой зарядки с разъемом USB, зависит от состояния ее контактов D+ и D-.

Согласно этому условию присутствующие на рынке зарядные устройства, можно разделить на следующие категории:

1. Обычные подходящие для большинства гаджетов, где для потребления номинального зарядного тока заявленного зарядным устройством, достаточно закоротить между собой линии D+ и D-.
2. Те, у которых контакты DATA+ и DATA- висят в воздухе, в связи, с чем подключенное к ним устройство решает, что это USB-хаб или компьютер и ограничивает ток потребления на уровне около 480 — 500mA, что сказывается на скорости заряда либо заряд под нагрузкой вообще не происходит.
3. И для «Apple» устройств.

• напряжение на контакте D- около 2,0V, а на контакте D+ около 2,7V (iPhone) — ток потребления около 1А,
• напряжение на контакте D- около 2,7V, а на контакте D+ около 2,0V (iPad) — ток потребления около 2А.

Apple использует опорные напряжения, +2,0V и +2,7V или (+2,0), и по наличию этих потенциалов на контактах шины данных в разъёме USB их гаджеты iPad & iPhone распознают оригинальное зарядное устройство.

Зарядное устройство iPhone, зарядный ток от 0.5 до 1А.

• VCC +5V,
• USB_D- (+1.9V),
• USB_D+ (+2.6V),
• GND — общий провод («земля» источника питания).

Такое ЗУ на контактах 2 (D-) и 3 (D+) может иметь также и одинаковое напряжение +2,0V. 

Зарядное устройство iPad, зарядный ток до 2.1А.

•    VCC +5V,
•    USB_D- (+2,7V),
•    USB_D+ (+2,0V),
•    GND — общий провод («земля» источника питания).

Нужные напряжения получаем с помощью резистивного делителя, распаивая контакты DATA+ и DATA- по одной из приведенных ниже схем:

Для устройств «Samsung» на перемычку подается половина напряжения питания, то есть +2,5V.

Если зарядка “Apple” устройств не планируется, и при этом вы уверены в том, что ваше зарядное устройство способно в течение длительного времени безболезненно отдавать ток порядка 800-900мА, то для большинства гаджетов достаточно просто закоротить между собой линии D+ и D-.

USB PD

Подача энергии — ключевая функция системы USB в наши дни. Обычной практикой является подключение устройства для зарядки через USB-кабель. Первоначально он обеспечивал 5 вольт, и этого было достаточно для зарядки многих устройств, но поскольку USB-C используется для многих ноутбуков, требуется гораздо более сложный механизм подачи питания Universal Serial Bus . Это достигается с помощью схемы PD, Power Delivery.

Разъем Type-C был разработан с учетом требований спецификации USB-PD. Многие устройства, включая смартфоны, планшеты и другие мобильные устройства, используют свое USB-соединение для получения энергии для зарядки. Однако старые разъемы были ограничены по пропускной способности. Подключение 2.0 обеспечивает мощность до 2,5 Вт. Этого достаточно для большинства небольших устройств, но не для более крупных, таких как ноутбуки.

Спецификация Power Delivery обеспечивает уровень мощности до 100 Вт.

Питание также может подаваться во время передачи данных, а это означает, что возможна параллельная работа обеих возможностей.

Чтобы обеспечить доставку большей мощности и более высоких напряжений, необходимых для ноутбуков, используется протокол, называемый USB Power Delivery. PD использует однопроводную связь по линии CC. Первоначально приемник питания (то есть объект, требующий питания через USB-C) отправляет запросы источнику, и в результате источник регулирует напряжение VBUS по мере необходимости.

dc — Как работают крошечные блоки питания AC->USB?

спросил 10 лет, 11 месяцев назад

Изменено 3 года, 6 месяцев назад

Просмотрено 30 тысяч раз

\$\начало группы\$

И iPhone, и Kindle поставляются с крошечными блоками питания, которые потребляют 120 В переменного тока и выдают около 5 В при силе тока от 0,85 до 1 А. Они кажутся слишком маленькими и легкими, чтобы иметь трансформатор, и выделяют очень мало тепла. Какова электрическая топология этих маленьких источников питания?

• источник питания
• постоянный ток
• переменный ток
• схема

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Это не ограничивается этими зарядными устройствами USB. Таковы большинство современных блоков питания типа «настенная бородавка». Они могут быть маленькими, потому что они переключатели. Линейная мощность подвергается двухполупериодному выпрямлению, а затем результат прерывается на высокой частоте через трансформатор. Гораздо более высокая частота позволяет трансформатору гораздо меньшего размера выдерживать ту же мощность. 5 Вт (5 В при 1 А) легко вырабатываются в том, что помещается на ладони.

Если вы покопаетесь, то, возможно, найдете схему такого маленького переключателя. Обычно это двухполупериодный мост, конденсатор и какой-то генератор, управляющий первичной обмоткой небольшого трансформатора с частотой несколько сотен кГц. Выход трансформатора выпрямляется, фильтруется, и результат сравнивается с заданным значением напряжения. Индикация повышенного/пониженного напряжения затем передается обратно на генератор на стороне высокого напряжения через оптопару.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Зарядное устройство Apple iPhone представляет собой импульсный блок питания с миниатюрным трансформатором обратного хода. Это работает почти так, как описал Олин Латроп. В нем используется микросхема контроллера L6565, которая управляет переключением MOSFET на частоте (как мне кажется) 70 кГц. Зарядное устройство Apple более сложное, чем обычное зарядное устройство, и использует топологию квазирезонансного обратного хода.

(Зарядные устройства за 2 доллара обычно используют только преобразователь вызывного дросселя, а зарядные устройства известных брендов используют топологию обратного хода.) Я разместил подробный разбор, объяснение и схему зарядного устройства Apple на http://www.arcfn.com/2012. /05/apple-iphone-charger-teardown-quality.html

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Я не думаю, что в упомянутых «настенных бородавках» есть трансформаторы или зарядные устройства (120 В переменного тока на входе и 5 В постоянного тока на выходе). Трансформатор повышает или понижает напряжение ОДНОГО типа (переменное ИЛИ постоянное, хотя почти всегда относится к переменному току). Преобразователь ИЗМЕНЯЕТ переменный ток в постоянный. Трансформатор может понизить 480 В переменного тока до 12 В переменного тока (пример). Преобразователь может изменить 120 В переменного тока на 5 В постоянного тока (пример).

Они могут быть маленькими, потому что внутри нет трансформаторов, а есть преобразователь или схема преобразователя.

\$\конечная группа\$

2

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Блок питания

— лучший способ получить питание от USB, когда он подключен, и от батареи, когда нет?

Задавать вопрос

спросил 2 года 11 месяцев назад

Изменено 2 года, 11 месяцев назад

Просмотрено 776 раз

\$\начало группы\$

Я создаю схему, в которой используется перезаряжаемая батарея, а также имеется USB-порт, чтобы ее можно было подключить для зарядки батареи и питания системы.

Я использую повышающе-понижающий преобразователь для питания схемы напряжением 3,3 В. Я хочу, чтобы вход для преобразователя был напряжением батареи, когда он не подключен к USB, но когда он подключен, я хочу, чтобы вход был USB.

Один из способов сделать это, как я думал, заключался в подключении диода с малым падением напряжения последовательно с каждым источником питания. Думаю сработает, но все же какое-то падение напряжения, не самое эффективное.

Другим способом, который я придумал, будет использование P-канального полевого транзистора, который отключает напряжение батареи, когда USB 5V находится на входе. Кажется, лучший метод.

Подойдет ли любое из этих решений? Спасибо

РЕДАКТИРОВАТЬ

Следуя данному совету, похоже, что это решение должно работать: *Обратите внимание, что символ для P-канала Fet был перерисован с исходного изображения, так что исток находится вверху, а сток внизу

• блок питания
• мультиплексор

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Только что задал подобный вопрос. Одним из ответов было то, что вы предложили в своей первой схеме, но диоды должны быть идеальными, а напряжения должны быть одинаковыми. См. ответ пользователя 比尔盖子.

Решением, которое я выбрал, был готовый мультиплексор источника питания от Pololu:

https://www.pololu.com/product/2596

5 долларов США и делает все, что мне нужно, и может работать с разными напряжениями.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Кроме того, вам понадобится повышающий/понижающий выход на выходе схемы для поддержания постоянного напряжения (LiPo не будет ровно 5 В, поэтому без него ваше Vout будет прыгать). Я также обнаружил, что вам нужно много ограничения на Vout, потому что падение IR от переключения приведет к отключению и / или сбросу цепей.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Первое решение может работать, только если V_BATT ниже 5В.