Usb įkroviklio darbo principas daugiausia apima USB-PD ryšio protokolą ir ličio jonų akumuliatorių įkrovimo strategiją.
USB-PD ryšio protokole naudojamas AC sujungtas FSK signalas VBUS, skirtas pusiau dvipusiam ryšiui, kad suprastų mobiliojo telefono ir įkroviklio įkrovimo procesą. Kai kabelis yra prijungtas, CC linijoje (C tipo sąsajos ryšio konfigūracijos kanale) atliekamas USB-PD protokolo SOP ryšys (C tipo sąsajos ryšio konfigūracijos kanalas), kad būtų galima pasirinkti galios perdavimo specifikaciją. Kriauklės galas prašo pateikti šaltinio galios konfigūracijos parametrus, kuriuos galima pateikti (pvz., 5 V, 9 V, 12 V ir kt.). Komunikacijos procesas apima:
Kriauklės galas inicijuoja SOP (pradinį segmentą), kad galėtų kreiptis dėl specifikacijos informacijos, kurią gali pateikti šaltinio galas.
Šaltinio galas atsako su specifikacijų, kurias galima pateikti, sąrašą.
Kriauklės galas pasirenka įtampą ir dabartinę porą ir siunčia užklausą.
Šaltinio pabaigos adapteris priima užklausą po vidinio dekodavimo ir konvertavimo, sureguliuoja adapterio išvestį ir pasiekia stabilią įkrovimo įtampą bei srovę.
Ličio jonų baterijų įkrovimo strategijai reikia ypatingo dėmesio. Neteisingi įkrovimo metodai sutrumpins akumuliatoriaus veikimo laiką ir netgi sukels saugos problemas. Įkrovimo procesą paprastai sudaro išankstinio mokesčio fazė ir greito mokesčio fazė:
Pregos mokesčio fazė : Kai akumuliatoriaus įtampa yra žemiau tam tikros slenksčio, įkrovimo srovė turi būti labai maža, kad akumuliatorius galėtų priimti didelę srovę įkrovimą ir paleisti akumuliatoriaus apsaugos grandinės aukšto įtampos būklę.
greito įkrovimo fazė : Kai akumuliatoriaus įtampa viršija prieškrovos slenkstį, įkroviklis įeina į nuolatinės srovės (CC) režimą ir suteikia akumuliatoriui srovę pagal iš anksto apibrėžtą pastovią srovę, paprastai tarp 0. 5C ir 1C. Kai akumuliatoriaus įtampa pasiekia vardinę įtampą, įkroviklis pereina į pastovios įtampos (CV) režimą, o įkrovimo srovė palaipsniui mažėja, kad būtų išvengta per didelio įkrovimo.
Projektuojant USB įkroviklį, reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių, įskaitant kainą, dydį, svorį, įkrovimo laiką ir galios biudžetą. Kai USB įrenginys bus prijungtas prie USB prievado, įrenginys gali kuo greičiau įvesti visiškai veikiančią būseną. Tuo pačiu metu leidžiamas akumuliatoriaus įkrovimo laikas ir energijos biudžetas taip pat yra svarbūs aspektai projektavimo metu.
