BC1.2快充协议介绍BC1.2定义

BC1.2 (Battery Charging v1.2)是USB-IF下属的BC(Battery Charging)小组制定的协议，主要用于规范电池充电的需求，该协议最早基于USB2.0协议来实现。

BC1.2充电端口

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：

1.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

2.专用充电端口（DCP）

DCP不支持数据协议，支持快充，可以提供大电流，DCP主要用于墙充等专用充电器,D+/D-就会短接在一起

3.充电下行端口（CDP）

CDP既支持数据协议也支持快充

Operating Modes

PORT TYPE

SUPPORT USB 2.0 COMMUNICATION

MAX. ALLOWABLE CURRENT DRAW BY PORTABLE DEVICE (A)

SDP (USB 2.0)

Yes

0.5

SDP (USB 3.0)

Yes

0.9

CDP

Yes

1.5

DCP

No

1.5

BC1.2协议识别过程

BC1.2协议识别过程1、VBUS Detect Vbus 检测( VBUS检测)

PD（portable device，便携式设备）中有个检测VBUS是否有效的电路，电路有一个参考值，高于这个值就认为是VBUS有效了，参考值不固定一般在0.8V~4V之间

2、Data Contact Detect 数据连接检测

数据触点检测(DCD)。VBUS电压有效后，便携式设备必须确保数据引脚保持接触，然后再进行检测。如果终端设备在数据引脚接触之前过早做出决策，就可能错误地判断充电器类型,这个阶段不是必须的，因为USB端口可能支持数据协议也可能不支持。如果这个阶段超时900ms还没检测到D+或ID PIN的连接，就要求必须开始进行Primary Detection。

3、Primary Detection 首次检测(主充电器检测)

**该阶段主要作用是判断端口是充电口还是数据口：**终端设备区分具有充电标签的500mA以上端口(CDP和DCP)与500mA以下端口(SDP)。关闭DCD阶段的电流源后，终端设备必须在D+上使能0.5V至0.7V电压源，在D-上使能25μA至175μA流入电流源。如果连接的是DCP或CDP，在D-上将出现0.5V至0.7V电平;如果连接的是SDP，D-电压将下降至零。终端设备切入一个比较器，将D-电压与0.25V至0.4V进行比较。如果D-电压高于0.4V但低于逻辑低电平门限0.8V，终端设备则认为有充电端口出现。

首先将PD+拉高至0.6V，然后检测PD-的电压，如果小于规定的参考电压则端口是数据口SDP；如果大于参考电压则是充电口CDP或者DCP。

4、Secondary Detection 二次检测

该阶段作用是确认充电口能否支持数据协议，即区分CDP和DCP：关闭上一步骤的电压源和电流源后，终端设备需要辨别CDP和DCP。为达到这一目的，按照反序执行上述测试。在D-作用0.5V至0.7V电压源，在D+作用50μA电流源。如果连接的是DCP，D+将出现0.5V至0.7V电平;如果连接的是CDP，D+电压为零。

5、CDP充电电流限值。由于CDP支持数据和大电流充电，所以必须进行最终的识别。由于USB电缆的电流较大，主机地和设备地只能承受375mV的地电位偏差。尽管不同厂商的BC1.2非兼容充电产品不尽相同，其中许多专用充电器通过VBUS和地之间的电阻分压器设置电压，将自己作为终端设备。根据充电器检测电路要求的覆盖电平不同，可增加检测电路，以便检测D+和D-电压，进而识别不同厂商的充电器。

下图是CDP端口的识别过程，经过首次检测后，进入二次检测阶段，首先将PD-拉高，然后判断PD+的电压小于参考电压0.4V，说明端口是CDP端口。

私有快充协议

由于BC1.2并非强制性协议，许多厂家基于BC1.2研发了自己的私有快充协议。比如高通的QC2.0/QC3.0，联发科的PE（Pump Express）/PE+。由于充电功率和电压电流相关P=UI，提高电压或者电流就可以提高充电功率，在电池容量一定的情况下，功率越大充电速度越快。高通的QC2.0/QC3.0和联发科的PE快充方案技术原理是一样的，都是通过增大充电电压来提高充电功率。

下图是高通High Voltage DCP协议识别过程，可以看出首次检测和二次检测符合BC1.2的规定，初始的VBUS电压为5V，在识别出DCP端口后将VBUS拉高至9V。QC2.0支持5V、9V、12V三挡电压，QC3.0在此基础上细分了电压档以200mV为一档，同时拓宽电压范围至3.6V~20V。

线损补偿

由U=IR 知道充电电流越大，USB充电线上的压降也就越大。尤其在车载设备上，随着USB线的增长或者充电电流的增大，到达手机端的电压很可能达不到5V，可以通过线损补偿来解决此类问题。

现状及发展趋势

现行快充技术主要分为两大阵营：低压快充和高压快充。

低压快充以OPPO的VOOC闪充为代表，通过增大充电电流的方式来提高充电功率。

优点：发热量小、能量转换效率高

缺点：硬件需要定制，成本高，兼容性差

高压快充以高通QC2.0为代表，其他厂家技术原理和高通一样都是基于BC1.2，通过增大充电电压来提高充电功率。

优点：兼容性好、继承性好、稳定

缺点：发热量大，能量转换效率低

目前高通的快充方案占领大部分市场，但是随着USB-IF组织推出PD协议（Power Delivery 功率传输协议），有望统一快充市场。PD充电协议最大功率可支持100W，能满足手机甚至笔记本的充电需求，PD支持双向电能传输和组网供电策略，最新的QC4.0已经支持PD快充协议

QC快充协议1.QC2.0协议工作原理设备通过USB数据通讯口D+、D-输出电压信号给充电器，充电器内置的USB解码芯片，判断充电器需要输出的电压大小。对于充电的USB线没有特别的要求，QC3.0协议向下兼容QC2.0协议，并且QC2.0分为A级和B级两种行业标准。A标准：5V、9V、12V输出电压；B标准：5V、9V、12V、20V输出电压。现在大部分支持快充的手机基本上都是QC2.0A标准，QC2.0充电器默认5V输出。适配器检测到D+、D-上的电压和其输出电平之间的对应表如下：

1.1、高通Quick Charge QC2.0快充握手协议如下（1）将充电器通过数据线连接到手机上，充电器默认将D+、D-短接，这样手机端探测到充电器类型是DCP（专用充电端口模式），此时默认输出5V电压，手机正常充电；（2）如果手机支持QC2.0快速充电协议，则Android用户空间的hvdcp（high voltage deticated charger port）进程启动，开始在D+上加载0.325V电压，并维持1.25S以上；（3）当充电器检测到D+上电压0.325V并维持超过1.25S后，充电器断开D+和D-的短接，由于D+和D-断开，故D-上的电压不在跟随D+变化，此时电压开始下降；（4）手机端检测到D-上的电压从0.325V开始下降并维持1ms以上时，hvdcp读取/sys/class/power supply/usb/voltage max 的值，如果是9000mv，则设置D+上电压为3.3V，D-上电压为0.6V；若为5000mv，则设置D+上电压为0.6V，D-上电压为0V；（5）充电器检测到D+、D-上的电压后，就调整充电器的输出至相应电压。

1.2、高通Quick Charge QC3.0快充握手协议介绍高通QC3.0相比QC2.0主要是增加了一个“最佳电压智能调节”（Intelligent Negotiation for Optimum Voltage，INOV）算法，可以以200mV为一个台阶进行智能调节，提供从5V到20V电压的灵活选择（原来的QC2.0只支持9V、12V、20V三个档位）。这样手机可以在不同充电阶段，获得恰到好处的电压，达到预期的充电电流，使得电量损失最小化。也就是说，QC3.0可以在任意时刻实现最佳传输功率，实现充电效率最大化，并改善发热情况。在功耗方面，高通的数据也显示，QC3.0的功耗要小于之前的QC2.0。而功耗上的降低，自然也将会使得充电发热情况会有所降低。

高通官方宣称，QC3.0充电效率比QC1.0提高1倍，比QC2.0的提高了38%，是普通充电技术的4倍，能在大约35分钟内将一部典型的手机从零电量充电到80%！

同时，QC 3.0能够与Quick Charge之前的版本及充电器(包括USB Type-C)前向和后向兼容，并且拥有同样的超快充电速度，以及独立电路，可以为OEM厂商提供更灵活的选择，同时高通还可以帮助客户达到质量和安全标准的UL认证（产品上要用高通的QC快充标志就必须要过UL认证）。

qc2.0电压转化波形

qc3.0电压转化波形

QC3.0就是一个步进式的协议，如增加200mv的输出电压，就是DM3.3V,DP发送0.6~3.3V的方波，一个方波增加一次电压；降低电压相反；如下图：

笔记来源于一下文章整合http://www.eepw.com.cn/article/273341.htm

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