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我国移动通信终端电源适配器的“三段式”配置充电解决方案详解

浏览:4583  来源:通信人在线  日期:2019-10-15

原信息产业部曾于20061214首次颁布了通信行业标准YD/T 1591-2006《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》,为不同手机的充电器技术指标和接口提供了统一的标准,手机用户在出行时只需带上手机以及与手机连接的一根线缆,就可以和其他人互换使用充电器或者可用带有USB接口的设备为手机充电。这样既方便了手机用户,又不会由于充电器的闲置造成电子废弃物的污染,同时也节约了生产充电器的资源。这是我国在国际上首创的移动通信终端电源适配器“三段式”配置充电解决方案。

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2006年版的YD/T 1591只是规范和统一了充电器及充电器侧接口要求,在2009年对该标准进行修订时,又对手机侧的充电/数据接口、连接线缆的相关技术要求进行了追加规范,这为手机用户带来了更大的便利。同时,此时将充电器改称为“电源适配器”;将移动通信手持机改称为“移动通信终端”;将接口改称为“充电/数据接口”。

由于YD/T 1591规范的移动通信终端电源适配器的充电解决技术方案,得到了国际上的高度重视,为了增大我国方案及标准的影响力,在20164月我国又将YD/T 1591通信行业标准转换成了国家标准,即GB/T 32638-2016《移动通信终端电源适配器及充电/数据接口技术要求和测试方法》。

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下述将对GB/T 32638-2016中有关技术要求部分做一简要介绍,若要详细了解该国家标准具体内容的请查阅下附件。

附件:GB/T 32638-2016《移动通信终端电源适配器及充电/数据接口技术要求和测试方法》

一、总体连接结构

YD/T 1591-2006版标准中,把手机及充电器的连接结构分为手机侧和充电器侧两部分,如图1-1所示。相对于早期固定连接的充电器和连接线缆,图1-1中的充电器和连接线缆通过连接线缆上的连接插头(USB插头)和充电器侧的连接插座分离开来,该连接插头采用USB A系列接口。这样手机既能通过传统的充电器充电,又可用具有USB接口的设备为手机充电,还可通过USB接口与其他设备进行数据交换。在图1-1中的两部分,是把连接线缆划归到手机部分,即没有对连接线的另一端提出技术要求。

1-1:手机与充电器连接结构示意

YD/T 1591-2009版标准中(GB/T 32638-2016要求与之相同),将涉及的供电连接分为三段,即电源适配器、线缆和终端(用电装置),总体结构如下图1-2所示。电源适配器仍统一为USB A型插座输出,线缆与适配器连接的一端应是,与电源适配器USB A型插座相适配的USB A型插头。线缆的另一端是与终端的电源插座相配合的插头,但此插头并未统一成一种型号,而是给出了三种型号可供选择,即:Micro-USB B型插头、Mini-USB B型插头和圆柱形插头。那么此时终端的电源插座也应是:Micro-USB B/AB型插座、Mini-USB B/Mini 10pin型插座和圆柱形插座之一;但如果终端为具有OTG功能的设备,那么插座应为Micro-USB AB型插座。除充电以外,Micro-USB B/AB型插座、Mini-USB B/Mini 10pin型插座也是终端的数据传输接口。

1-2:三段的总体连接结构

另外,所谓具有OTG(是On-The-Go的缩写)功能的设备,意思是根据不同应用场景,设备的主、从身份可转换。

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二、交流电源适配器

1、直流输出接口的结构

GB/T 32638-2016中首先给出了电源适配器USB A型插座的结构、尺寸及管脚的定义。其中,管脚(4脚)的定义如下表2-1所示

2-1:电源适配器USB A型插座管脚的定义与要求

2、交流输入端口的机械结构

电源适配器的AC输入端口的机械结构要求,包括直插式插头和嵌装式插头,直插式电源适配器和嵌装式电源适配器的含义详见下表2-2。直插式电源适配器的输入插头应符合GB 1002的相关要求;嵌装式电源适配器的输入端口主要应符合GB 4943.1中和GB 16915.1的相关要求。

2-2:直插式电源适配器和嵌装式电源适配器的含义

3、技术要求

电源适配器的要求,GB/T 32638-2016中规定的内容有:插入力还拔出力要求;插拔寿命要求;外壳材料要求;电气性能要求;安全性能要求;电磁兼容性能要求;环境适应性要求;标识要求等。其中,这些内容中所含的指标项目名称汇总在下表2-3中。

2-3:技术要求内容中所含的指标项目名称

另外,在YD/T 1591-2009的附录A《识别标识》中要求:符合本标准的电源适配器可在铭牌中或产品明显位置标注“通用移动通信终端电源适配器”的识别标识,标识规格应参照下图2-3所示。

2-3:“通用移动通信终端电源适配器”识别标识的样图

三、线缆

线缆是指连接电源适配器与终端以实现充电(供电)的电缆。线缆的两端都安装有USB系列插头,也可兼用于数据传输。GB/T 32638-2016中将线缆的与电源适配器相连的一端称为A端,与终端相连的一端称为B端。

1、线缆A端插头的机械结构与管脚的定义

GB/T 32638-2016给出了线缆A端插头的机械结构与尺寸的示意图和管脚的定义,并要求如果B端用圆柱型插头,那么线缆A端插头的D-D+管脚应悬空。

2、线缆B端插头的机械结构与管脚的定义

GB/T 32638-2016中分别给出了线缆B端的Micro-USB B型插头、Mini-USB B型插头和圆柱形插头的机械结构与尺寸的示意图和管脚的定义。Micro-USB B型插头和Mini-USB B型插头的管脚定义是相同的,如下表3-2所示。对于圆柱型插头,线缆A端的1号触点(VSUB)应与圆柱型插头的中心管脚对应;线缆A端的4号触点(GND)应与圆柱型插头的外圈管脚对应;线缆A端的23号触点(D-D+)处于悬空状态。

3-2Micro-USB B型插头和Mini-USB B型插头的管脚定义

3、线缆结构

对于数据传输与供电功能兼用时,线缆结构应符合下图3-3的要求(与USB A系列连接线缆相同)。共有四根导线组成,包括电源导线的正负极(VSUBGND)和信号导线(D-D+),每根的排列与色谱,以及线缆结构与护层要求见图3-3中。

3-3:线缆结构

4、技术要求

线缆的技术要求包括:线缆的长度(应不大于200cm)、线缆的护套、线缆的电气性能、线缆的阻燃性、绝缘电阻、绝缘材料的耐压性、插拔力与寿命(包括A端和B端)等要求。

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四、终端的充电/数据接口

1、接口的机械结构与管脚定义

GB/T 32638-2016给出了终端的充电/数据接口的机械结构与尺寸示意图和管脚定义,分别包括Micro-USB B型插座、Micro-USB AB型插座、Mini-USB B型插座、Mini 10pin型插座和圆柱形插座5种接口插座。其中,Micro-USB B型插座、Micro-USB AB型插座、Mini-USB B型插座的管脚定义相同,详见下表4-1-1Mini 10pin型插座的管脚定义如下表4-1-2所示。

4-1-1Micro-USB B/Micro-USB AB/Mini-USB B型插座管脚(5脚)的定义

4-1-2Mini 10pin型插座管脚(10脚)的定义

2、技术要求

终端的充电/数据接口的技术要求包括:电气性能特性要求、供电装置的标识要求和具有OTG功能的终端特殊要求等。其中,电气性能要求又包括:采用标准电源适配器供电时接口能力的要求、采用非标准电源适配器供电时接口能力的要求、异常情况下接口能力的要求、终端数据接口传输要求等。

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