浅谈USB2.0的电压和电流

USB有一个很好的特性，就是USB设备可以从USB总线上取得电源，这也是USB充电的基础。USB2.0规范中定义的供电电压范围为4.4V到5.25V，更大供电电流为500mA。从电源角度可以将USB设备分为自供电和总线供电两种设备类型，自供电USB设备不需要使用USB主机或集线器的电源，自身有电源供应；总线供电指USB设备的电源来自USB 电缆中VBUS线。

如果是总线供电设备，USB规范按照设备工作时汲取的电流大小将USB设备分为低功耗设备和高功耗设备。在USB2.0规范中规定，低功耗设备任何情况下不得汲取超过100mA的电流。高功耗设备在正确配置之前不得汲取超过100mA的电流；如果已经配置，任何情况下不得汲取超过500mA的电流。如果设备进入挂起状态，在任何情况下低功耗设备不得使用超过500µA的电流，高功耗设备不得使用超过2.5mA的电流。

每个USB2.0设备需要在自己的配置描述符中声明其对VBUS上电流的要求，由USB主机来进行统一管理。实际上，每个USB主机都有一个额定的电流，当主机上连接的设备过多，导致无法为新接入的设备提供足够的电流时，设备将无法被正常识别且不能工作，同时在USB主机端需要有明确的提示信息，表明该错误发生。

USB 2.0控制器可以由VBUS或者本地电源供电，且较大从上行VBUS端口汲取不超过一个单位负载，即100mA的电流。需要注意的是，对于自供电设备，除了USB控制器之外，其他模块只能由本地电源供电。如果自供电USB2.0控制器由VBUS供电，当本地电源无法提供电源时，设备依旧能够工作。

如果由本地电源向USB2.0设备控制器供电，此时USB线缆中的VBUS线可以不连接到控制器上。但在这种情况下，利用VBUS进行USB插拔检测的机制将会失效，因此这样的设备多应用在不需要支持插拔功能的系统中。