USB BC 1.2(USB Battery Charging Specification Revision 1.2)是 USB 實施者論壇(USB-IF)於 2010 年發布的充電標準規範。 它主要定義了前文提到的 SDP、DCP 和 CDP 三種埠類型,旨在解決傳統 USB 接口充電過慢的問題,將最大充電電流從 500mA 提升至 1.5A,充電功率達到 7.5W (5V/1.5A)。
核心差異對照表
| 充電埠類型 | 全稱 | 資料傳輸 | 最大輸出電流 | 常見應用設備 |
| SDP | Standard Downstream Port | 有 | 500mA (USB 2.0) 900mA (USB 3.0) | 電腦主機舊式 USB 孔 |
| DCP | Dedicated Charging Port | 無 | 1.5A (最高可達 5V) | 手機充電頭、行動電源 |
| CDP | Charging Downstream Port | 有 | 1.5A (最高可達 5V) | 電腦藍色快充孔、車載娛樂系統 |
詳細特點解析
1. SDP (標準下行埠)
- 特點:最傳統的 USB 接口,主要目的是傳輸資料,充電只是順便。
- 限制:電流非常小,連線時若設備未列舉(Enumerate)成功,電流會被限制在 100mA;成功後最高也只有 500mA 或 900mA。
- 缺點:用來幫現代智慧型手機充電會非常慢,甚至可能越充越少。
2. DCP (專用充電埠)
- 特點:純充電專用,完全無法傳輸資料。
- 原理:在物理結構上,它將內部的 D+ 與 D- 兩條資料線直接短路(Short)。手機偵測到這兩條線短路,就知道這是充電頭,會直接開啟大電流充電。
- 優點:充電速度比 SDP 快上 3 倍。
3. CDP (充電下行埠)
- 特點:同時支援高速資料傳輸與大電流充電,是 SDP 與 DCP 的完美結合體。
- 原理:內部含有硬體握手(Handshake)機制。當設備插入時,會透過 D+/D- 進行訊號確認,確認彼此支援 CDP 後,就能一邊以 1.5A 充電,一邊傳輸檔案。
- 優點:非常適合需要連線電腦同步資料、同時又希望快速補電的場景。
BC 1.2 的核心工作原理:檢測機制(Detection)
USB 設備插入時,會透過資料線 D+ 和 D- 的電壓變化來判斷連接的是哪種充電埠,這個過程稱為硬體握手(Handshake),主要分為三個階段:
[裝置插入] ──> 1. VBUS 偵測 (大於 2V)
──> 2. 初步偵測 (Primary Detection) ──> 區分是 SDP 還是 快充(DCP/CDP)
──> 3. 次步偵測 (Secondary Detection) ──> 區分是 DCP 還是 CDP
1. VBUS 偵測 (VBUS Detect)
- 動作:設備偵測到 USB 的 VBUS 接腳電壓超過內部臨界值(通常為 2V)。
- 目的:確認 USB 已經實體連接,準備啟動充電機制。
2. 初步偵測 (Primary Detection)
- 動作:設備在 D+ 線上送出一個 \(0.6\text{V}\) 的探測電壓(\(V_{\text{DP\_SRC}}\)),並同步測量 D- 線上的電壓(\(V_{\text{DM}}\))。
- 結果判斷:
- 若 D- 電壓為 0V(或遠低於 0.4V):代表 D- 接地,這是一個 SDP(標準電腦孔)。
- 若 D- 電壓大於 0.4V(通常也是 0.6V 左右):代表 D+ 的電壓傳到了 D-,這是一個快充埠(DCP 或 CDP)。
3. 次步偵測 (Secondary Detection)
- 動作:當上一步確認是快充埠後,設備改在 D- 線上送出 \(0.6\text{V}\) 的探測電壓(\(V_{\text{DM\_SRC}}\)),並測量 D+ 線上的電壓(\(V_{\text{DP}}\))。
- 結果判斷:
- 若 D+ 電壓大於 0.4V:代表 D+ 與 D- 在內部是短路的,判定為 DCP(純充電頭)。此時設備關閉資料傳輸功能,全力充電。
- 若 D+ 電壓為 0V:代表內部有開關切斷了短路,判定為 CDP(有資料功能的快充孔)。此時設備啟動 USB 資料下列舉(Enumeration)程序,同時開啟大電流充電。
