BC1 2充电协议简介

BC1.2充电协议简介

随着智能手机、平板电脑及其他便携设备的普及，充电协议的标准化变得愈加重要。BC1.2（Battery Charging Specification 1.2）是一种广泛使用的充电协议，为设备间的充电兼容性提供了保障。本文将介绍BC1.2充电协议的基本概念以及其充电检测流程。

基本概念

USB2.0 协议规定外设从 USB 充电器抽取电流的最大值为500mA，500mA的电流限制无法满足日益增长的快充需求。因此，BC1.2 引入了充电端口识别机制，主要包括以下几个 USB 端口类型：
标准下行端口（SDP）
SDP 端口支持 USB 协议，最大电流 500mA，可以认为 SDP 就是普通的 USB 接口。
充电下行端口（CDP）
CDP 端口支持 USB 协议，最大电流 1.5A，可以认为 CDP 是支持快充的 USB 接口。
专用充电端口（DCP）
DCP 不支持数据协议，只支持快充，最大电流 1.5A，DCP 主要用于墙充等专用充电器。

注意：BC1.2 协议还定义了 ACA-Dock 和 ACA，由于 RK 平台没有支持这类设备，本人也未有相关调试经验，这里没有作说明。

充电检测流程

根据 USB BC1.2 规范，USB 设备主要通过以下步骤来实现充电检测：
VBUS 检测
数据连接检测（CDC）
首次检测（Primary Detection）
二次检测（Secondary Detection）
ACA 检测

USB 设备的识别电路结构如下图：

VBUS 检测

当 USB 设备通过 USB 线接到 USB 主机端或者充电端口时，USB 主机端或者充电端口会在 VBUS 上提供一个 5V 的电压，这时在 USB 设备的 VBUS 上有一个电压比较器监测 VBUS 的电平值来判断是否插入成功。当 VBUS 上的电压大于电压比较器 VOTG_SESS_VLD 这一阀值电压(0.8V-4V)时，便向 USB 设备报告 VBUS 连接成功，准备进入数据连接检测阶段。

数据连接检测

当设备检测到 VBUS 插入成功，便会进入 DCD 模式，如上图，设备会在 D+ 线上加载电流源 IDP_SRC（7uA-13uA），在 D- 线上连接下拉电阻 RDM_DWN。

当设备连接到 SDP 和 CDP 等充电端口上时，D+ 线上的电压会被拉低到逻辑低电平 VLGC_LOW（0-0.8V），保持 TDCD_DBNC 之后，设备会认为数据连接成功，之后断开 IDP_SRC 和 RDM_DWN，并进入首次检测阶段。

当设备连接到 DCP 或者 ACA 等其他充电端口时，D+ 线电压会一直维持在 VLGC_HI，虽然可能存在数据连接成功情况，但依然检测不到数据线的连接，这时需要等待 TDCD_TIMEOUT 超时才能进入到首次检测阶段。

首次检测

首次检测主要用于区别 SDP 和 CDP/DCP。在首次检测过程中，设备会在 D+ 线上加载电压源 VDP_SRC（0.5V-0.7V），同时在 D- 线上加载电流源 IDM_SINK（2.5uA-175uA），然后通过 D- 线上的电压比较器来监测 D- 线上的电压是否高于 VDAT_REF（0.25V-0.4V）。

当设备连接到 SDP 时，如上图，RDM_DWN 会将 D- 线上的电压拉低到地，使 D- 线上的电压比较器检测到的电压低于 VDAT_REF，此时设备会判断出连接到 SDP 上。

当设备连接到 DCP 时，如上图，DCP 会通过电阻 RDCP_DAT（200欧）将 D+ 线和 D- 线短接起来，此时 D- 线上的电压值会被拉高到 VDP_SRC，使 D- 线上的电压比较器检测到的电压高于 VDAT_REF，从而与连接到 SDP 的情况分别开来。

当设备连接到 CDP 时，如上图，CDP 会在 D- 线上加载一个电压源 VDM_SRC，使 D- 线上电压比较器检测到的电压与 DCP 一样高于VDAT_REF。

结合以上三种充电端口的连接电路分析，在首次检测过程中，当监测到 D- 线上的电压低于 VDAT_REF 时，设备便会判断是连接到了 SDP，高于 VDAT_REF 时，则会判断是连接到了 DCP 或 CDP。接下来进入到二次检测阶段。

二次检测

二次检测主要是区分 DCP 和 CDP。进入二次检测，与首次检测的电路设置相反，设备会在 D- 线上加载电压源 VDM_SRC（0.5V-0.7V），同时在 D+ 线上加载电流源 IDP_SINK（25uA-175uA），然后通过 D+ 线上的电压比较器来监测 D+ 线上的电压是否高于 VDAT_REF。

当设备连接到 DCP 时，如上图，由于 DCP 会通过电阻 RDCP_DAT 将 D+ 线和 D- 线短接起来，所以在电压源 VDM_SRC 的作用下，D+ 线和 D- 线上的电压会被同时拉高，从而使用 D+ 线上的电压比较器检测到的电压高于 VDAT_REF，此时判断出连接到了 DCP 上。

当设备连接到 CDP 时，如上图，由于 CDP 没有将 D+ 线和 D- 线短接，所以 D+ 线上的电压会被 RDP_DWN 下拉至地，使 D+ 线上的电压比较器监测到的电压低于 VDAT_REF，此时判断出连接到了 CDP 上。

小结

BC1.2 充电协议是一种常见的USB充电协议，广泛应用于移动设备的快速充电。通过该协议，设备可以通过对 D+ 和 D- 信号的检测来识别充电器类型（如DCP、CDP、SDP等）并相应调整充电功率，实现高效充电。理解 BC1.2 的充电检测流程有助于开发人员更好地设计和优化充电管理策略。

以上是个人的理解总结，如有不对的地方欢迎指出！

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