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pos機發(fā)電原理
一、蠻荒時代:充電?拿什么充電
2000年,微軟、英特爾、惠普等公司聯(lián)合頒布了劃時代的USB 2.0規(guī)范,使得USB迅速進入了千家萬戶,摧枯拉朽般地淘汰了一大批私有接口。USB2.0的結構與前代無太大差別,規(guī)定了一根USB Type-A線里至少要包裹4根導線:兩根數(shù)據(jù)信號線(D+,D-),兩根電源線(一條叫電壓總線VBus,另一條是接地的地線GND)。比如說,當你給電腦連上一個有線鼠標時,VBus就會給鼠標供電,讓鼠標運轉起來,再由D+和D-負責將鼠標移動的信息傳遞給電腦,這樣鼠標就能正常工作了[doge呵斥]。
這個時候,大家對于USB的寄望都是如何讓傳數(shù)據(jù)的速度更快,畢竟當時無論是互聯(lián)網(wǎng)還是設備之間,數(shù)據(jù)的傳輸速度要么慢如龜爬,要么就必須用私有的接口,特別不方便[流汗滑稽]。對于供電方面,微軟等公司覺得,USB作為一個傳輸為主的接口,只要能滿足鼠標、鍵盤、U盤等小設備的供電就行了。至于一些功率比較大的設備,比如打印機、傳真機,另外連一根電源線不就完事了?因此,USB2.0規(guī)范沿襲了早期USB的規(guī)定,依然將VBus電壓限定為5V,允許單個USB接口最大通過電流為500mA(不計過流保護),也就是只有5V,0.5A,一共2.5W。
既然USB不能輸出大功率,那么給大功率USB設備供電就成了一門生意,在USB還在1.1版本的時候,IBM就聯(lián)合幾個同行推出了一個名叫 PoweredUSB 的接口,原理并不復雜,在常規(guī)的USB接口上方再加入一個電源接口組成一個新的接口,提供5V、12V、24V等電壓的輸出,電流可高達6A[驚訝],性能非常強大,被廣泛用于POS機或柜員機上。但這個接口是私有的,制造商要使用就必須向IBM支付授權費用[酷幣]。
總而言之,當時人們根本沒想著把USB當作一個大功率的電源接口,只要能圓滿完成傳輸數(shù)據(jù)、連接外設的任務就算成功,至于電源就交給專門的電源線就好了。
構想很完美,但正如640KB內存夠用論、IPv4地址夠用論一樣,時代的進步總會給標準制定者一個大耳光[受虐滑稽],而這回,甩出這個大耳光的,叫手機。
二、混亂之治
自功能機和PDA逐漸向智能機過渡以來,大家發(fā)現(xiàn),如果想把手機拍的照片保存到電腦上,或者從電腦把JAVA應用傳到手機上安裝,用傳統(tǒng)的SD卡或者TF卡好像太麻煩,藍牙又太慢,還是用一根數(shù)據(jù)線直傳比較方便。因為電腦上已經(jīng)普及USB接口,手機的USB數(shù)據(jù)線就應運而生了[牛啤]。
但這樣又產(chǎn)生了一個問題:現(xiàn)在手機需要外接兩樣東西,一是充電器,二是電腦。正如前面所說,當時傳數(shù)據(jù)和充電是分開的,那么至少要備兩根線,一根接充電頭充電,一根接電腦傳數(shù)據(jù),兩者不能通用,特別麻煩。能不能把他們合并到一根線上呢?
國家也考慮到了這個問題,不過是從另外一個角度,國標制定者認為,當時充電頭數(shù)量過剩,而且各品牌手機的充電頭的接口互不通用,有的是USB,有的是私有接口,還有甚者充電頭和線是連在一起不能分開的,換別的牌子的手機就得扔掉原來的充電頭,造成了極大浪費,非常不環(huán)保。何不統(tǒng)一接口呢?
于是在2006年,中國信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布了《移動通信手持機充電器及接口技術要求和測試方法(YD/T1591-2006)》,要求所有送測的充電器必須采用USB-A接口,并且要和線纜分離。有人認為這是全球首個規(guī)定充電器采用USB接口的標準[牛啤]。后來,歐盟也頒布了類似的規(guī)定,并且進一步要求手機端接口必須采用 Micro-USB 接口(蘋果:你說啥?)。
但充電線、數(shù)據(jù)線二合一帶來了不少問題,最大的問題就是:電流太小了,功率最大只有2.5W,哪怕是充500毫安時的電池都得夠嗆。如果以現(xiàn)在的標準看,2.5w的功率,邊充邊玩都不夠塞牙縫的,碰上個火龍搞不好還要倒吸電池電量。USB說那肯定啊,我設計之初就沒打算讓你過那么多電流,是你們自己強行要拿我來充電的,怪我咯[無奈]。
但國標允許USB接口最大可以輸出1.8A電流!有人問,這怎么可能做到呢?USB只允許輸出0.5A啊。國標的巧妙之處就在它對充電器采用了特殊設計:
你USB不是有兩根傳數(shù)據(jù)的線(D+、D-)么,我在充電器這一端把它們短路,手機的充電芯片如果識別到它們短路了,就會判斷線纜的另一端不是電腦,而是充電器,便會放開電流限制,允許最高1.8A的電流通過;假如手機識別不到短路,就會認為另一端只是普通的電腦,便只容許0.5A電流通過,避免損壞電腦。
而在線材的設計上,只要把VBus的線做粗一點,就能容納更大的電流通過了。
像這樣,全球各地的官方機構和手機廠商紛紛揭竿而起,突破了USB規(guī)范所規(guī)定的0.5A的限制。
負責USB規(guī)范制定的USB-IF(USB開發(fā)者論壇)眼看自己的標準要被手機透成篩子了,趕緊召集各成員開會,前后折騰了三四年,三易其稿,終于在2010年頒布了Battery Charging Specification(電池充電規(guī)范)1.2版本,簡稱BC1.2。
三、萬物歸一……了嗎?
2012年,智能手機和其它智能設備已經(jīng)成為不可阻擋的大勢,USB再也無法只服務于數(shù)據(jù)傳輸,為了便于便攜式設備的充電,BC1.2規(guī)范誕生了。
BC1.2 的核心內容與上面所說的行業(yè)習慣沒有太大差異,同樣是以供電一方的數(shù)據(jù)端口(D+、D-)是否短路判斷另一端是充電器還是普通電子設備。如果短路,則可以輸出最大1.5A的電流,如果不短路,就依舊只輸出最大0.5A的電流。
BC1.2把充電器這類只充電、不傳數(shù)據(jù)的接口,命名為專用充電接口(Dedicated Charging Port, 簡稱DCP),我們在查看充電參數(shù)時,經(jīng)常會看到DCP這三個字母,這是因為BC1.2是USB充電的基礎協(xié)議,不管是五福一安還是以后的快充協(xié)議,但凡使用普通USB-A口輸出的充電器,都要通過電源是否為DCP的判斷,這也是保障充電安全的必備步驟。
但眾廠商面對5V 1.5A,7.5W的輸出,似乎仍然不滿足,其中有的廠商仗著自己是芯片制造商(如三星)或自己對供應鏈的把控(如蘋果),甚至自己就是BC1.2的起草人(如高通),他們準備給BC1.2動個“小手術”。
(待續(xù))
后記:USB-IF的documentation做得實在是慘絕人寰,謝謝,人已經(jīng)吐了
拿起你們小手點個贊,作者寫的要吐了[送心]
以上就是關于pos機發(fā)電原理,usb充電簡史[一個臭傳數(shù)據(jù)的的知識,后面我們會繼續(xù)為大家整理關于pos機發(fā)電原理的知識,希望能夠幫助到大家!