BC1.2 spec 定義了設備通過 USB 端口充電的檢測、控制和報告機制，這些機制是 USB2.0 規(guī)范的擴展，用于專用充電器(DCP)、主機(SDP)、hub(SDP)和 CDP(大電流充電端口)對設備的充電和 power up。這些機制適用于兼容 USB2.0 的所有主機和外設。

1、Background

PD (portable device) 便攜式設備連接到 host 或 hub 后，USB2.0 協(xié)議規(guī)定了 PD 汲取電流的最大值：

bus suspend 時最大汲取電流 2.5mA；bus 沒 suspend 并且未被配置時最大汲取電流 100mA；bus 沒 suspend 并被配置時最大汲取電流 500mA.

如果 PD 連接到 CDP, DCP, ACA-Dock, ACA，在 PD 未配置時汲取最大電流限制是1.5A，或者遵循 suspend 的規(guī)則。

2、SDP、DCP、CDP

標準下行端口(SDP)：Standard Downstream Port，PC 的典型端口，這種端口的 D+ 和 D- 上都有下拉電阻。最大電流為 500mA。當 USB 處于這種模式時既可以為外部設備(手機充電、充電寶）充電，也可以起到數(shù)據(jù)傳輸的作用(U 盤、手機上傳/下載)。

專用充電端口(DCP)：Dedicated Charging Port，適配器、車載充電器等端口，這種端口不可以傳輸數(shù)據(jù)，但可以提供 1.5A 以上的電流，端口的 D+和 D- 短路，不需要枚舉。

充電下行端口(CDP)：Charging Downstream Port，這種端口即支持大電流 1.5A 充電，也可以兼容 USB2.0 的數(shù)據(jù)傳輸，因為可以支持傳遞數(shù)據(jù)，所以 D+ 和 D- 也必須有下拉電阻。

3、物理接口

注意 VBUS 和 GND 引腳長，插入 USB 時會先接通。

4、BC1.2 識別過程

VBUS 檢測：在 PD 端的電路可以檢測 VBUS，可以判斷連接是否有效。電路中的參考電壓 VOTG_SESS_VLD 一般在 0.8V~4V 之間，當總線上的電壓高于這個值，即 VBUS > VOTG_SESS_VLD，則說明 USB 連接有效。

DCD(數(shù)據(jù)連接檢測)：這個階段不是一定有的，因為 USB 端口是否支持數(shù)據(jù)連接是未知的，有可能支持也有可能不支持。如果這個階段 D+ 端口或者 ID 端口在 900ms 內都沒有檢測到連接，那么就必須開始首次檢測。

首次檢測：這個階段主要是判斷 USB 端口是充電應用還是傳輸數(shù)據(jù)。首先 VDP_SRC 和 IDM_SINK 的開關閉合，將電壓 VDP_SRC 接入 D+ 端口，D+ 端口的電壓一般為 0.6V，然后檢測 D- 端口電壓。如果檢測到 D- 端口電壓小于規(guī)定的參考電壓，即 VD- ＜ VDAT_REF 則端口判定為 SDP 類型；若大于規(guī)定的參考電壓，則判定為 CDP 類型或者 DCP 類型。

二次檢測：該階段是確認 USB 為充電口之后是否可以支持數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，這樣就可以區(qū)分 CDP 和 DCP。首先 VDM_SRC 的開關閉合，這時將 D- 拉高至 0.6V，然后檢測 D+ 的電壓，如果 D+ 小于規(guī)定的參考電壓，即 VD+ ＜ VDAT_REF 則判定端口為 CDP；如果大于規(guī)定的參考電壓則判定端口為 DCP。

各階段拆分后的連接圖如下

Data Contact Detect, Not Attached

Data Contact Detect, Standard Downstream Port

Primary Detection, DCP

Primary Detection, CDP

Primary Detection, SDP

Secondary Detection, DCP

Secondary Detection, CDP

5、充電器識別過程

下圖是手機插入充電器后發(fā)生，一系列的決策邏輯流程，只需要看藍色字體，其他顏色字體所述邏輯不常見。

6、私有快充協(xié)議

由于 BC1.2 并非強制性協(xié)議，許多廠家基于 BC1.2 研發(fā)了自己的私有快充協(xié)議。比如高通的 QC，聯(lián)發(fā)科的 PE(Pump Express) 等。由于充電功率和電壓電流相關 P=UI，提高電壓或者電流就可以提高充電功率，在電池容量一定的情況下，功率越大充電速度越快。高通的 QC 和聯(lián)發(fā)科的 PE 快充方案技術原理是一樣的，都是通過增大充電電壓來提高充電功率。

7、線損補償

由 U=IR 知道充電電流越大，USB 充電線上的壓降也就越大。尤其在車載設備上，隨著 USB 線的增長或者充電電流的增大，到達手機端的電壓很可能達不到5V，可以通過線損補償來解決此類問題。

8、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

現(xiàn)行快充技術主要分為兩大陣營：低壓快充和高壓快充。

低壓快充以 OPPO 的 VOOC 閃充為代表，通過增大充電電流的方式來提高充電功率。

優(yōu)點：發(fā)熱量小、能量轉換效率高

缺點：硬件需要定制，成本高，兼容性差

高壓快充以高通 QC 為代表，其他廠家技術原理和高通一樣都是基于 BC1.2，通過增大充電電壓來提高充電功率。

優(yōu)點：兼容性好、繼承性好、穩(wěn)定

缺點：發(fā)熱量大，能量轉換效率低

基于 Type-C 接口的 USB Power Delivery 充電標準，簡稱 typec-PD，支持 100W 充電，采用多電芯后可以支持 120W、135W 甚至更高的充電功率。