USB集線器不僅可向下遊的USB端口提供數據和電源，還允許主機通過軟件對連接到下遊端口的設備進行電源管理。USB 2.0集線器係統中的電源分配與管理堪稱決定係統是否完全符合USB規範（2.0版）的主要因素。

電源分配

所有連接到USB端口的設備可配置成低功率或高功率
，這取決於設備的電壓和電流要求。

首先將所有USB設備枚舉為低功率器件。主機在枚舉完成後檢查設備配置描述符的bMaxPower字段。如果bMaxPower表明該設備屬於高功率
，並且可提供相應電源，那麼主機會允許將該設備轉為高功率。

USB設備可被分為自供電和總線供電。圖1給出了這兩種集線器配置。

總線供電集線器係統

在這種配置下
，集線器的內部工作及其下遊端口都由集線器上遊端口的VBUS供電。這種配置無需本地電源。

在總線供電的係統中，所有下遊設備必須是低功率設備。這是因為集線器從上遊電源消耗的最大電流為500mA，且集線器自身工作還要使用一部分電流，所以無法將500mA電流完全提供給下遊設備。因此，在超過四個端口或下遊包含高功率設備的設計中不建議使用總線供電的集線器配置。

重要的設計考慮因素

● 切勿將兩個總線供電的集線器進行串聯。

● 總線供電的集線器無法提供超過100mA的電流，因此不能為其下遊端口上連接的集線器供電。

● 總線供電的集線器不能為高功率設備進行供電。

● 總線供電的集線器要求具有電源開關（如“電源管理”中所述）。
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自供電集線器係統

自供電集線器將來自本地電源的功率分配到其下遊端口。這種集線器控製器的功率既可以來自本地電源
，也可以來自VBUS。自供電集線器自身工作消耗的最大電流為100mA。通過VBUS為其USB接口供電的自供電集線器可被稱為混合供電集線器。使用混合供電集線器可區分斷開連接的設備和關閉電源的設備。

使用自供電集線器會增加設計的複雜性。USB規範（2.0版）的7.2.1節要求用一種機製來識別VBUS的存在
，並相應地為D+/D-上拉電阻進行供電。當VBUS移除後
，設備必須在10秒內關斷D+/D-上拉電阻的電源。違反這一要求可能會引起各種係統故障，而且將無法通過USB合規性測試。一種有文件記錄的故障就是上遊設備的複位問題。複位問題可能導致PClengqidongguzhanghuojixianqiwufameijuxiayoushebei。ciwai，qitaguzhanghaibaokuowufacongguaqizhuangtaizhongzhengquehuifuyijiqiangzhiqitameijushebeiduankaizongxiandeng。hunhegongdianjixianqishejizewuxujinxingVBUS監視。

重要的設計考慮因素

● 自供電集線器需要一種機製來檢查VBUS的存在並相應地驅動D+/D-線路。

● 自供電集線器需要為下遊端口實現過流保護。

● 在具有超過四個下遊端口的係統中使用自供電集線器。

● 在包含高功率設備的係統中使用自供電集線器。

電源管理

出於安全考慮
，USB規範（2.0版）要求為所有自供電集線器設計提供過流保護。利用外部電源開關實現過流檢測和電源切換。過流保護可利用聚合物PTC或固態開關來實現。

電源切換意味著您的USB集(ji)線(xian)器(qi)能(neng)關(guan)閉(bi)下(xia)遊(you)設(she)備(bei)的(de)電(dian)源(yuan)。所(suo)有(you)總(zong)線(xian)供(gong)電(dian)集(ji)線(xian)器(qi)設(she)計(ji)都(dou)要(yao)有(you)電(dian)源(yuan)切(qie)換(huan)功(gong)能(neng)。此(ci)外(wai)
，自(zi)供(gong)電(dian)集(ji)線(xian)器(qi)還(hai)能(neng)為(wei)下(xia)遊(you)端(duan)口(kou)實(shi)現(xian)電(dian)源(yuan)切(qie)換(huan)

，但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)是(shi)必(bi)需(xu)的(de)。電(dian)源(yuan)切(qie)換(huan)能(neng)以(yi)群(qun)組(zu)模(mo)式(shi)和(he)單(dan)個(ge)模(mo)式(shi)實(shi)現(xian)。在(zai)群(qun)組(zu)模(mo)式(shi)下(xia)，如(ru)果(guo)組(zu)中(zhong)所(suo)有(you)端(duan)口(kou)消(xiao)耗(hao)的(de)總(zong)電(dian)流(liu)超(chao)出(chu)了(le)預(yu)設(she)限(xian)製(zhi)，那(na)麼(me)集(ji)線(xian)器(qi)就(jiu)可(ke)將(jiang)這(zhe)組(zu)端(duan)口(kou)一(yi)同(tong)關(guan)閉(bi)。在(zai)單(dan)個(ge)模(mo)式(shi)下(xia)
，集(ji)線(xian)器(qi)僅(jin)關(guan)閉(bi)超(chao)過(guo)限(xian)製(zhi)的(de)單(dan)個(ge)端(duan)口(kou)。

dangdangeduankouchuyuweipeizhihuoguanbizhuangtaishi，cidangeduankoudedianyuanjiuhuibeiguanbi。zaiqunzumoshixia，zhiyouzuzhongsuoyouduankoudouchuyuweipeizhihuoguanbizhuangtaishi，jixianqicaihuiguanbizhezuduankou。ruguoqunzuzhongrenyiyigeduankoushoudaoSetPortFeature(PORT_POWER)請求
，集線器就會打開端口組。

單個模式電源切換

dangemoshiduankoubaohugongnengweimeigeduankoushiyongzhuanyongkaiguan。dangduankouchuxiandianyuanlangyongshi，jixianqihuijiangqidianyuanguanbi。youyudangemoshixuyaoweimeigeduankoupeibeizhuanyongkaiguan
，yincichengbengenggao。tu2給出了單個模式電源切換的實例。

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電源開關引腳：

● 當下遊端口出現過流時，FLAG A和FLAG B會向集線器發出告警。

● OUT A和OUT B為下遊端口進行供電。

● EN1和EN2通過切換OUT A和OUT B來啟用或禁用下遊端口的電源。

群組模式電源切換

群(qun)組(zu)中(zhong)包(bao)含(han)的(de)任(ren)何(he)一(yi)個(ge)端(duan)口(kou)出(chu)現(xian)電(dian)源(yuan)浪(lang)湧(yong)都(dou)會(hui)導(dao)致(zhi)集(ji)線(xian)器(qi)關(guan)閉(bi)群(qun)組(zu)中(zhong)所(suo)有(you)端(duan)口(kou)的(de)電(dian)源(yuan)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)中(zhong)由(you)於(yu)多(duo)個(ge)端(duan)口(kou)共(gong)用(yong)一(yi)個(ge)開(kai)關(guan)，因(yin)此(ci)成(cheng)本(ben)比(bi)較(jiao)低(di)。但(dan)是(shi)
，顯(xian)而(er)易(yi)見(jian)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)組(zu)中(zhong)一(yi)個(ge)端(duan)口(kou)出(chu)現(xian)浪(lang)湧(yong)就(jiu)會(hui)使(shi)所(suo)有(you)端(duan)口(kou)斷(duan)電(dian)。圖(tu)3給出了群組模式電源切換的實例。

掛起狀態

所有USB設備都應支持掛起狀態，從而最大限度地降低功耗。USB設備能夠從任何其它USB狀態轉為掛起狀態。若上遊數據線路維持空閑狀態超過3ms，設備就會進入掛起狀態。在掛起狀態下

，USB集線器需要為D+或D-線xian路lu提ti供gong電dian流liu
，從cong而er讓rang其qi下xia遊you設she備bei保bao持chi正zheng確que狀zhuang態tai。總zong線xian上shang的de任ren何he活huo動dong都dou會hui將jiang設she備bei從cong掛gua起qi狀zhuang態tai喚huan醒xing。在zai掛gua起qi狀zhuang態tai下xia，設she備bei從cong上shang遊you端duan口kou最zui大da消xiao耗hao2.5mA電流。

盡管USB協議是以主機為中心的，但支持遠程喚醒的設備也可通知主機讓設備退出掛起狀態，並恢複事務處理。本文介紹了USB 2.0集線器係統的配置和電源管理等選項，並可作為參考指南，用於設計完全滿足USB規範（2.0版）的集線器係統。

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