Bcharge(1)

Bcharge(1)
2008-01-09 20:18:12

忽然对前天提到的Bcharge的实现感兴趣: 它是怎么实现通过USB给Blackberry充电的呢？通过查看libusb和Bcharge的代码和资料检索,我把我的资料、观点和疑问写在下面:

首先把问题域搞清楚:
Bcharge通过USB给Blackberry充电
-> Bcharge在Linux下通过USB给Blackberry充电
-> Bcharge在Linux下通过USB给Blackberry的电池充电

再根据现有的资料和时间、精力把问题细化：
* Blackberry 7230手机电池
* 电池充电的原理
* USB充电的原理
* Bcharge通过USB给Blackberry 7230手机电池充电

Blackberry 7230手机电池
我买的7230手机电池上没有规格说明，根据Blackberry官方网站的资料，7230带的是一块锂离电池(Lithium-ion, or Li-ion), 960 mAh, 3.7V。

Lithium-ion是锂电池发展而来的。以前照相机的扣式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是锂金属。负极材料是碳材。Lithium-ion的正极材料是钴酸锂，负极材料是碳材。电池通过正极的锂离子在负极碳材 的键入与迁出来实现电池的充放电过程。

Lithium-ion电池的优点是:

* They're generally much lighter than other types of rechargeable batteries of the same size. The electrodes of a lithium-ion battery are made of lightweight lithium and carbon. Lithium is also a highly reactive element, meaning that a lot of energy can be stored in its atomic bonds. This translates into a very high energy density for lithium-ion batteries.Here is a way to get a perspective on the energy density. A typical lithium-ion battery can store 150 watt-hours of electricity in 1 kilogram of battery. A NiMH (nickel-metal hydride) battery pack can store perhaps 100 watt-hours per kilogram, although 60 to 70 watt-hours might be more typical. A lead-acid battery can store only 25 watt-hours per kilogram. Using lead-acid technology, it takes 6 kilograms to store the same amount of energy that a 1 kilogram lithium-ion battery can handle. That's a huge difference [Source: Everything2.com].
* They hold their charge. A lithium-ion battery pack loses only about 5 percent of its charge per month, compared to a 20 percent loss per month for NiMH batteries.
* They have no memory effect, which means that you do not have to completely discharge them before recharging, as with some other battery chemistries.
* Lithium-ion batteries can handle hundreds of charge/discharge cycles.

Lithium-ion电池的缺点是:

* They start degrading as soon as they leave the factory. They will only last two or three years from the date of manufacture whether you use them or not.
* They are extremely sensitive to high temperatures. Heat causes lithium-ion battery packs to degrade much faster than they normally would.
* If you completely discharge a lithium-ion battery, it is ruined.
* A lithium-ion battery pack must have an on-board computer to manage the battery. This makes them even more expensive than they already are.
* There is a small chance that, if a lithium-ion battery pack fails, it will burst into flame.

电池充电的原理
充电时电池和外接电源不是同时供电的。即有外接直流电时，用外接直流供电；无外接直流时，用电池供电。 其设计原理是：有一个可以称之为电池保护电路在起作用，当然这 不会损害电池的了。电池保护电路由两部份组成：充电电路与电池切换电路组成。 在有外接直流电时,用外接直流供电，并可以对电池进行充电操作

充电电池其实里面是用的化学溶液产生的一种反映，将这种溶液装入容器里，通过 里面产生的电子的饱和状态可以检测出电池的电量剩余多少，所以说这种电池是一种智能电池，现在很多的数码产品都能显示电池的使用状况，来确定大概还能用多长时间。其原理就是：溶液产生的电子一直处于活动状态，当有用电器需要供电时，大量电子通过导线传输给用电器，这是电池的失电状态，就是通常所说的放电，而充电就是向电池里输送电子，因为电池能长时间提供供电说明它有储存电子电荷的能力，所以是可以充电的。电池里使用的化学溶液不同，所以产生电子电荷 数量不同，使用时间也不同。如果电池800ma, 充电器是150ma的,那么大约是 800/150=5个小时左右可以充满. MP3的充电器应该是有两个指示灯的,绿色的为正 在充电(此灯灭了表示电已充满),红色为电源有无状态.

其他回答：比如你的电池容量是600mAh的，那么1C就是600mA，1/10C就是60mA。以 1C充电，1小时左右应该充饱了.当然以1/10C充充满电需要10多个小时。结合 充电器的电流，和电池的容量就可一算出来。

USB充电的原理
USB接口的正常输出电压为5V，输出电流最大可以达到500mA(According to USB 2.0 Spec:1个单位负载为100mA (最大)。任何设备允许吸取的最大电流为5个单位 负载)，这符合标准锂电池的充电要求。

注：低功率USB端口提供电压4.4V 至5.25V,电流100mA;高功率USB端口提供电压4.75V至5.25V,电流500mA.由于USB电缆和连接器上的电压降，USB设备必须能工作至4.35V;USB设备必须保证其最大工作电流低于l00mA,直到通过软件被配置为高功率为止. 当设备首次连接到USB端口时，有一个列举程序识别设备以确定它所需要的负载，此时设备只允许驱动一个单元负载，运行列举程序後，如果主机电源管理软件允许，高功耗设备才被允许用大电流驱动。这也就是BCharge要做的事情！

大多数手机都是使用3.6V的电池，一般这种电池要求充电电压上限在4.5V左右，如果直接用5V电压进行充电的话，很可能会损坏手机电池，一般的手机原配充电器常 用4.3V对手机电池进行充电。因此要用USB接口给手机充电，必须要降压。我想这个应该是手机的内部电路来处理的而不是通过用特殊的USB线。

标准的USB接口有四条线组成：

VBus 红色 电源线
Ground 黑色 电源线
D+ 绿色 数据线
D- 白色 数据线

两边较长的为数据线而中间触点较短的为电源线 （这样设计是为了每次在插入时先接通数据线再通电，而拨出时先切断电源才断掉 数据线，因此热插拨时就不容易出错和损坏），电压为+5V和0。当与电脑相连时有四条线工作，而充电时只有两条电源线工作。

手机上那个USB口叫Mini USB接口(see http://wiki.ccw.com.cn/index.php/USB)

这我有个问题：像我以前用的Moto V3，可以通过在手机上设置USB配置，使得手机插上USB后可以处于充电状态或者被当作存储设备，这里的细节我没有想得太明白，但是应该是设置不同的配置导致的。

Bcharge通过USB给Blackberry 7230手机电池充电
Bcharge通过libusb来访问USB那段的Blackberry设备。libusb用它官方网站上的话说: It's aim is to create a library for use by user level applications to access USB devices regardless of OS.

(关于Bcharge的代码我们以后细说...)