Prentrone העובד של מטען ה- USB כולל בעיקר את פרוטוקול התקשורת USB-PD ואת אסטרטגיית הטעינה של סוללות ליתיום-יון.
פרוטוקול התקשורת USB-PD משתמש באות FSK המשולבת AC ב- VBUS לתקשורת של חצי דופלקס כדי לממש את תהליך הטעינה של הטלפון הנייד והמטען. כאשר הכבל מחובר, תקשורת ה- SOP של פרוטוקול ה- USB-PD מתבצעת בקו CC (ערוץ תצורת תקשורת ממשק מסוג C) לבחירת מפרט העברת הכוח. קצה הכיור שואל את קצה המקור לפרמטרים של תצורת הכוח שניתן לספק (כגון 5V, 9V, 12V וכו '). תהליך התקשורת כולל:
קצה הכיור יוזם את ה- SOP (קטע התחלה) להגיש בקשה למידע המפרט שסיום המקור יכול לספק.
סוף המקור עונה ברשימת מפרטים שניתן לספק.
קצה הכיור בוחר מתח וזוג זרם ושולח בקשה.
מתאם סוף המקור מקבל את הבקשה לאחר פענוח והמרה פנימית, מתאים את פלט המתאם ומשיג מתח טעינה ויציב.
אסטרטגיית הטעינה של סוללות ליתיום-יון דורשת תשומת לב מיוחדת. שיטות טעינה שגויות יקצרו את חיי הסוללה ואף יגרמו לבעיות בטיחות. תהליך הטעינה כולל בדרך כלל שלב מקדים ושלב מטען מהיר:
Phase-Phase-Phase: כאשר מתח הסוללה נמצא מתחת לסף מסוים, זרם הטעינה חייב להיות קטן מאוד, כך שהסוללה תוכל לקבל טעינה בזרם גבוה ולשחרר את מצב ההגנה על המתנחף של מעגל הגנת הסוללות.
Phase-fashipse שלב: כאשר מתח הסוללה חורג מסף המטען לפני המטען, המטען נכנס למצב הזרם הקבוע (CC) ומספק זרם לסוללה על פי זרם קבוע מוגדר מראש, בדרך כלל בין 0. 5C ו- 1C. כאשר מתח הסוללה מגיע למתח המדורג, המטען עובר למצב המתח הקבוע (CV), וזרם הטעינה יורד בהדרגה כדי למנוע טעינת יתר.
תכנון מטען USB צריך לשקול גורמים רבים, כולל עלות, גודל, משקל, זמן טעינה ותקציב כוח. לאחר מכשיר USB מחובר ליציאת USB, המכשיר יכול להיכנס למצב עבודה מלא ככל האפשר. במקביל, זמן טעינה ותקציב הכוח המותר לסוללה הם גם שיקולים חשובים במהלך העיצוב.
