Princip rada USB punjača uglavnom uključuje USB-PD komunikacijski protokol i strategiju punjenja litijum-jonskih baterija.
USB-PD komunikacijski protokol koristi AC-COUPLED FSK signal na VBU-u za polu-dupleks komunikaciju kako bi se realizirao proces punjenja mobilnog telefona i punjača. Kada je kabl povezan, SOP Komunikacija USB-PD protokola provodi se na CC linijskoj liniji (kanal za konfiguraciju komunikacije tipa interfejsa) za odabir specifikacije prenosa električne energije. Kraj sudopera pita se izvor završetka parametara konfiguracije napajanja koji se mogu pružiti (poput 5V, 9V, 12V itd.). Proces komunikacije uključuje:
Kraj sudopera pokreće SOP (početni segment) da se prijavi za informacije o specifikaciji koje izvor može pružiti.
Izvor završava odgovore sa popisom specifikacija koji se mogu pružiti.
Kraj sjenila odabire napon i strujni par i šalje zahtjev.
Izvorni adapter prihvaća zahtjev nakon unutarnje dekodiranja i konverzije, podešava izlaz adaptera i postiže stabilan napon punjenja i struju.
Strategija punjenja litijum-jonskih baterija zahtijeva posebnu pažnju. Nepravilne metode punjenja skratit će trajanje baterije i čak uzrokovati sigurnosne probleme. Proces punjenja obično uključuje fazu predodređenja i fazu brzog punjenja:
Faza predodžbi: Kada je napon baterije ispod određenog praga, struja punjenja mora biti vrlo mala, tako da baterija može prihvatiti visoko struju punjenje i oslobađanje stanja za zaštitu od podloške za zaštitu baterije.
Faza brzog punjenja: Kada napon akumulatora prelazi prag predodređenja, punjač ulazi u režim stalnog struje (CC) i pruža struju u bateriju u skladu sa unaprijed definiranom stalnom strujom, obično između 0. 5C i 1C. Kada napon baterije dosegne nazivni napon, punjač prelazi u režim stalnog napona (CV), a struja punjenja postepeno opada kako bi se izbjeglo preplata.
Dizajn USB punjača mora uzeti u obzir mnogo faktora, uključujući troškove, veličinu, težinu, vrijeme punjenja i budžet za struju. Nakon što je USB uređaj priključen u USB port, uređaj može ući u potpuno radno stanje što je brže moguće. Istovremeno, dozvoljeno vrijeme punjenja baterije i budžet struje su takođe važna razmatranja tokom dizajna.
