便携式电子销售点终端(EPOS)设备在全球范围内越来越受欢迎

本文合著者为matthew xiong。
便携式电子销售点终端(epos)设备在全球范围内越来越受欢迎。不同于传统的台式设备,便携式epos设备的电池续航时间有限且需要经常通过usd接口或其他连接装置进行充电。
由于快速充电技术在便携电子产品市场正日益壮大,便携式epos设备很可能也将采用该功能。由于便携设备开始采用更大的电池,实现快速充电就需要能够提供更多电能的充电适配器。不同的制造商都提出了一些方法,但每一种方法都要求电源接头采用更高的输入电压。更高的输入电压可以让更多的电能进入系统,实现快速充电,同时又不会使电流超过接头的载流容量限制。适配器电压默认设置为通常的5v(usb vbus)级别,但外部适配器和移动设备间d+/d-数据线上的信号传递可以根据需要协议使适配器输出更高的电压。根据适配器容量的不同,典型值包括5、9、12或20v输出级。系统中的充电集成电路(ic)或应用处理器控制该信号传递,使适配器输出合适的电压级别。
通常,当插入usb连接器时,您需要使用一个模拟开关在微控制器[mcu])和电池充电器间传输电能,如图1所示配备maxcharge™技术的bq25890快速充电器。首次连接时,mcu便对d+/d-进行控制。其将检测对象是转接头还是usb连接装置。
图1:使用usb和充电器应用的典型应用图
根据所连接设备的不同,通过usb连接器的信号可能被发送到不同的目的地。这就需要usb开关正确地发送信号。这种情况下,可使用任何匹配该设计带宽、配置和电压范围的usb开关。ti提供多种usb开关,其在配置、电压范围、导通电阻(ron)和带宽方面有着广泛的选择范围。
应用处理器无法容许高电压。由于快速充电通常在9v电压下操作,而mcu无法容许9v电压,因此,必须始终避免让mcu接触该电压。
usb连接器插座有四个引脚,如图2所示从右到左分别为vbus、d-、d+和gnd。协议快速充电状态后,vbus的电压将为9v。
图2:usb开关和引脚描述
当vbus电压达到9v时,若usb插头未插好或以一定角度拔出可能导致连接器的vbus引脚与d-引脚发生短路。这便会导致连接d-引脚的mcu暴露于vbus,从而损坏mcu,如图3所示。
图3:9v电压条件下未使用ts3usb3000发生短路的后果。
ts3usb3000 usb开关可以在9v电压条件下保护mcu,同时实现mcu与充电器/通用异步接收器/发送器(uart)之间的切换,如图4所示。将充电器连接至usb端口后,mcu将检测所连接的充电器并将输出使能(oe)引脚拉高至禁用开关的高度。mcu将与充电器进行通信,表示其可以与vbus协议在9v电压下采用更快的充电模式,亦如图4所示。ts3usb3000现处于低功率状态,开关已禁用并可以对mcu进行保护。
ts3usb3000开关有两项用途:在主机和充电器间进行切换以及在5v到9v电压条件下为mcu提供保护。针对第一项用途,您可以使用任何usb开关,视设计所要求的带宽和ron类型而定。但针对第二项用途,则需要诸如ts3usb3000这样专门的usb开关为mcu提供短路保护。
ts3usb3000可以为需要在9v电压下操作的设计实现这两项用途。该设备可以轻松实现主机和mcu间的切换,并且,若在插拔usb连接器时在vbus和d-引脚间发生短路,它可以保护mcu。
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