USB总线供电的集线器-每个设备超过100 mA？

我想问一个关于USB电源管理的非常具体的问题。

首先，我将概述设备的设计。这是一个对称信号线驱动器，带有用于我的DIY扬声器系统的内置音频编解码器。该设备在内部分为两个主要独立的模块：具有控制MCU的线路驱动器和音频编解码器（TI的PCM2706）。两者都需要USB数据连接（通过用于驱动程序块的FT232R），并且整个设备都应由总线供电。这两个模块将通过USB集线器芯片链接在一起，从而形成与PC的单个上行链路USB连接。我希望驱动器级的功耗在100到200 mA之间（肯定超过一个负载单位）。

问题来了：根据USB规范，总线供电的集线器每个下游端口只能提供一个单元，而从上游最多只能提取5个单元。我想知道，如果我通过FT232请求两个单元作为驱动器阶段，集线器会做什么。不会达到5个单位的上游限制（集线器1个单位，编解码器1个单位和驱动程序2个单位），因此计算机应该在物理上能够提供该电流。

对于集线器芯片，我一直在检查http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tusb2036.pdf。有一个“联动”供电模式选项，对您有帮助吗？还是只是拒绝给驾驶员两个单位？在这种情况下，有没有肮脏的解决方法？

我知道要求枚举期间还需要大功率设备吸收最大100 mA电流的要求；这不是问题，因为FT232可以在枚举后立即打开驱动程序。集线器也将独立打开舞台。

希望我说的问题足够清楚，并感谢您的宝贵时间:)

更新：

我对TUSB2036芯片进行了更多研究。可以通过/ OCPROT引脚关闭过电流保护。然后，集线器向根控制器报告它无法检测到过电流。数据表中有一个警告，USB 2.0规范要求OC保护-这对我来说无关紧要，我只需要1.1 Full-speed。然后，PC的根集线器应为整个设备提供500 mAmps的电流。因此，我可以将驱动程序的FT232设置为仅要求100 mA，而集线器将永远不会知道我是否会超过限制（当然要从PC上获得500 mA）。有人可以告诉我这是否可行吗？

我对您的设计的理解是，整个设备都在单个PCB上，在一个机箱内，并且通过一条USB电缆连接到主机。您已经将集线器集成到PCB上，以允许两个设备都与PC通信。以下答案将基于这些假设，如果它是由通过可断开电缆连接的几个单独的设备组成的，那将会改变情况。

在这种情况下，我建议您仅将集线器配置为枚举为高功率设备，并在整个板上共享由此产生的500 mA电流。有趣的是，即使在使用电源管理IC的情况下，TI的组合端口示例示意图也显示了所有连接在一起的设备：

输入的5V电源线（以蓝色突出显示，因为它是我们在此复杂原理图中感兴趣的两个网络之一）连接到TPS2041电源管理IC（慷慨的描述，它实际上只是一个FET，在以下情况下会关闭它检测到500mA的电流通过。但是，每个输入都短路在一起，每个输出也都短路在一起，然后分配到每个下游端口（网络显示为红色）。

基本上，它们在单个IC中为所有下游部分进行过电流保护。它们无法检测是否具有三个低功率（100mA）单元，一个高功率单元或两个低功率单元和一个300 mA单元。根据此参考设计，所有这些选项都是可接受的。你写了：

根据USB规范，总线供电的集线器每个下游端口只能提供一个单元，而最多只能提取5个单元...

但是，为了直接回答您的问题，德州仪器（USB小组成员和主要实施者）的设计表明，您只需要保证总电流小于5个单位即可。

为了解决您的问题，规则说明如下（摘自简要文档中的优盘）：

高功率总线供电的功能将从总线获取所有功率，并且在配置之前不能吸收一个以上的单位负载，此后，如果描述符中有此要求，则可以释放5个单位负载（最大500 mA）。

如果可以保证在配置设备之前，驱动器级不会开始消耗电流（这可能和主机控制器中的定时延迟一样简单），则可以将所有内容连接在一起。因为您的整个电路都在单个PCB上，并且没有用户可访问的下游端口，所以您也可以省去TPS2041并简单地将系统设计为在任何状态下都不需要超过500 mA的电流。

列举为高功率设备的另一个好处是改进了输入电压规格。当您列举为低功耗设备时，仅要求主机在上游端口产生4.40 V（由于电缆的电阻，该电压在您的设备上会较低）。当您被列举为大功率设备时，该规范保证您将获得4.75 V，这很可能在您使用的任何5V组件的工作范围内。

我已经围绕该中心设计了一个板。

在我的应用程序中，它允许访问FT232和FT245。

如果一切都在您自己的PCB上，我建议您完全完全忽略整个过流保护系统。毕竟，如果您的PCB上的某件事发生故障，则整个工作都将需要进行，因此使该器件能够处理部分故障是有争议的。

在我的情况下，我绑紧了TUSB，要求提供500 mA的电流，并禁用过流保护，然后直接从USB 5.0v运行所有内容。我通过强制集线器向上游主机报告自供电来实现此目的。

我已经做了几个董事会，没有任何实际问题，因此这似乎是一个完全可行的策略。它也已在几台不同的计算机上使用，因此我会非常有信心按原样使用它。

当然，如果这是用于生产设备，而不是个人项目或测试工具（在我的情况下就是这样），那是完全不同的问题。

（请参见原理图上的注释）

对于它的价值，您通常可以在没有太多麻烦的情况下非常可怕地滥用大多数现代USB端口。他们中的许多人可以提供比其额定功率500ma高得多的功率，而没有太多麻烦。
而且，大多数设备（我已经测试过，除非有一些笔记本电脑）将很高兴地提供完整的500mA电流，而根本不需要枚举设备。

但是，这取决于主板，具体取决于USB主机的设计。你的旅费可能会改变。

可能有点脏：TUSB2036允许选择下游端口（p3 NPINT1-0设置为10）。然后将设备连接到两个（物理）端口，以便可以并行绘制2个单元。