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移动硬盘双头USB线揭秘

时间:2009-9-19来源:互联网 点击:
不管是在USB1.1,还是是USB2.0的协议中,都提到了一个最大供电电流的限制,如下图

移动硬盘双头USB线揭秘

  这就是大家常说的USB最大电流的理论来源,在最初的USB的电源设计中,厂家都是中规中矩的按照USB协议规定的500mA来限制了,在这种情况下,也出现了一批USB专用的电源管理芯片,如AIC1526/LM3526/MIC2026/MIC2526这类的芯片,它们的一个典型的特点就是保证500mA的最大通电电流,我们以MIC2526为例来看看这种芯片的基本特点:500mA minimum continuous load current per port,这就是其最重要的特点。
  下图为其的保护电流和时间的图:

移动硬盘双头USB线揭秘

  从图中我们可以看出,当输出电流在0.95A以上,这个芯片会马上主动切断下行的电压,这个时间太短,在图表上实在看不出来,不过没关系,因为这个值的绝对大小已不重要。而现在普遍硬盘超过30G以后,其启动电流都会超过1A,所以当有这种电源管理芯片存在的情况下,较大一点的硬盘都会因为启动时要求的电流太大而不能上线。这种情况下,还根本谈不上我们在其他文章里提到过的线压降的问题,在USB提供电压这侧首先就被切断电源了。于是从这方面来看,要解决这个问题,就得想办法将一个端口的电流限制在最大500mA以内。
    
工程师们想到了一个绝妙的主意来绕过这个问题,那就是通过两个USB端口来为下游的USB设备供电,这样,两个端口总共能提供最大1A的电流而不会引起起USB起电源管理芯片的保护动作。于是,在遵守USB的规范内,这个明显不符合USB规定的大电流USB设备的用电问题就此解决了,双头USB的供电能力强也就成为了共识。
  USB移动硬盘和移动光驱都是带有电机的非纯电子设备,由于电机启动时的反电势造成的启动电流大,这是机械部分的天生就决定的,由于这两种设备的USB化和其应用的普及性,USB中关于最大电流500mA已变得不合时宜,这时,生产厂家为了扩大其产品的可用性和降低成本(USB电源管理芯片是很贵的),悄悄的将其USB电源管理芯片换成了可恢复保险丝PPTC,一般厂家为每个端口配了一个750的保险丝,其工作电流750mA,阈值1.5A 。
  这样,一般的移动硬盘就不会因为电源管理芯片切断电源而造成人为的电流切断了,这个时候了,双头的分担电流的功能其实也就变得可有可无了,至此,双头的历史史命已完成,但双头的供电能力强却已抛开了本质上原因,而单独成为了一个论断,一个绝大多数人只知结果,不知原因的论断。

  USB的线阻分为两部分:线阻和线头的焊接点、接触点引入的电阻。来计算一下其绝对值,以市面常见能见到的最好的24/28的镀锡铜线。我们可看到一些测试数据,以1A电流下30cm和150cm的压降数据构成一个二元一次方程 0.3x+y=0.26, 1.5x+y=0.49, 其中x 为电阻率,y为接头电阻,解出来,接头电阻为0.2欧。由于是两个接头,所以每个接头的电阻大约为0.1欧。
  为什么要算这个值呢,那是因为这个对分析双头线有很大用处。电流嘛,总是要找最短,最低阻抗的路径来传输,相对于普通的单头线,双头线的电流又多了一个,这样,头1和头2各分担了约1/2的电流,那么,在头1的焊点处,相对于普通的单头线,其线头压降也就降了一半。如果在1A的情况下,单线头的压降为0.1V,那个双头,就是0.05V。至于正常的那段线,双头和单头是一样的,所以该多大的电阻和压降,那也就是一样的,也就是说,在现在这种情况下,单头和双头的差别也仅在于这个线头上的一点压降而已!所以,在现有的普遍采用以PPTC作为保护的USB供电电路的情况下,双头基本上已成为一个噱头而已,其所带来的成效想象远大于真实的效果。

移动硬盘双头USB线揭秘

  USB供电线插在电源接口上和USB数据线同时接入,这才是真正的提供了双通道供电减少线压降。当然,这种解决方案是基于目前普遍的移动硬盘双电源不隔离才能实现的,要是双电源隔离了,这种方案也是行不通的,而且这个方案也受限于USB线材的好坏,如是里面是铁丝,那就是扶不起的阿斗,这个办法也行不通!
  当然,用外接电源供电,当然更没有问题了!
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