[行動電源] ASUS ZenPower Pro PD

USB 行動電源

• 4 顆三星 SDI INR18650-35E 18650 電池串聯 = 4x 3.6V x 3400mAh = 14.4V x 3400mAh = 48.96 Wh
• 額定容量：5V/7600mAh (38Wh), 9V/4500mAh (40.5Wh), 15V/2500mAh (37.5Wh), 20V/1600mAh (32Wh)
  
• 電源開關
• 按下顯示電量或充電
• 長按 2 秒開啟/關閉照明 LED
• 四顆白色電量指示燈：同時快速閃爍表示偵測到錯誤，重新拔插 USB 線。
  
• 照明 LED
  
• USB-A 輸出 5V/2.4A，USB-C 充電時可同步進行放電。
  
• USB-C
• 輸入：5V/3A、9V~15V/2A、20V/1.5A，QC 充電
  
• 輸出：5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/2.25A
• 轉接線輸出 20V。插在其他 USB PD 電源裝置可能沒有反應。
• 輸出合計最大 45W
• 320g
• NT$2990
• PD 3.0快充
• 0° C - 35° C

參考

1. https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/Phone_Accessory/PowerBank/T14102_ABTU016_Power_Bank_UM_final.pdf
   
2. ASUS ZenPower Pro PD行動電源簡介及測試
   

• HOLTEK HT32F52341 32 位元 Cortex-M0+ 微控制器，負責整個行動電源的功能運作。
• TI BQ25703A 多元化電池升降壓充電控制器，支援 USB 2.0、USB 3.1、Type-C、USB PD 充電輸入設定，並具備電壓/電流調節功能避免充電輸入端過載，也支援從電池供電給 USB (相容USB PD)
• ETRONTECH EJ899T USB PD 3.0 控制IC，可進行供電端及受電端雙向 Power Delivery 協議處理，使 USB-C 埠具備雙向 USB PD 3.0 快充功能，其傳輸電力規格最高可支援100W(20V/5A)，並通過 USB-IF 協會認證
• TI TPS54335A 同步降壓IC，將電池組電壓轉換成 USB-A 5V 輸出
• ABLIC S-8254A 三/四節電池串聯用保護 IC，和 MOSFET 共同組成鋰電池過充/過放/過電流保護電路

SIP UA 共通行為

SIP UA 共通行為 [RFC3261 §8]

UA (User Agent) 分成 User Agent Client (UAC) 和 User Agent Server (UAS)。UAC 產生 SIP 請求，而 UAS 回應 SIP 請求。UAC 因某個事件 (如用戶按按鍵、 PSTN 上的一個訊號) 產生 SIP 請求，然後等候 UAS 的處理和回應。UAS 接受請求後，基於用戶輸入、外部 stimulus、程式執行結果、或其它機制，產生回應給 UAC。

當 UAC 傳送請求，請求訊息經過一些 proxy server 來轉送到 UAS。當 UAS 產生回應，會轉送到 UAC。

UAC 和 UAS 處理的程序主要取決於兩個因素：

1. 是否請求或回應是在 dialog 內或 dialog 外。
2. 請求的 Method。

dialog 是 UA 間由特定 SIP Method (譬喻 INVITE) 建立的端對端關係，會在 RFC 3261 Section 12 討論。這裡討論 dialog 外和 Method 無關的規則行為，包含建立 dialog 本身的請求。

UAC 行為

產生請求

所有 SIP 請求至少必須包含請求行和 6 種信頭：

1. 請求行 (Method、Request-URI 和 SIP version)
• Request-URI：一般設成 To URI，但未必，如 REGISTER。 事先存在的 Route Set (如 Outbound Proxy) 會影響 Request-URI。
2. To
• 邏輯上的接受者，但未必是最終的接受者。
• 至少要支援 sip: URI，可用 sips:、tel:、或其它 URI。
• 允許 display name
• To tag：此時 Dialog 未建立，所以不能有。
3. From
4. CSeq
5. Call-ID
6. Max-Forward
7. Via

這些信頭欄位提供訊息 routing 服務所需要的基本資料，包括位址、順序、回應怎麼走、propagation 限制、 以及 transaction 識別。其它信頭欄位視 Method 需要增加。可以包含 MIME 編碼的訊息體，需要加 Content-Type 等信頭欄位來表示是什麼內容。

8    Contact
9    Supported and Require

傳送請求

Sending the Request

處理回應

Processing Responses
1    Transaction Layer Errors
2    Unrecognized Responses
3    Vias
4    Processing 3xx Responses
5    Processing 4xx Responses

UAS Behavior

請求認證過 (或跳過認證) 後，UAS 應該按照下列步驟來處理請求：

1. Method Inspection：檢查請求的 Method 支援繼續處理。不支援則回 405 (Method Not Allowed) (產生方式見 6)，並加 Allow 信頭 列出支援的 Method。
2. Header Inspection：不認得的信頭跳過，忽略請求處理不是必要的格式錯誤信頭。
   1. To and Request-URI：To 是 From 指定的原始接受者，但未必是處理的 UAS，由於 call forwarding 或其它 Proxy 操作，UAS 可以選擇接受，即使 URI scheme 不認得。否則回應 403 Forbidden、404 Not Found 或 416 Unsupported URI Scheme 來拒絕請求。 Typically, a UA that 使用 REGISTER 來 bind its address-of-record 到 a specific contact address， will see requests whose Request-URI equals that contact address. Other potential sources of received Request-URIs include the Contact header fields of requests and responses sent by the UA that establish or refresh dialogs.
   2. Merged Requests
   3. Require
3. Content Processing
4. Applying Extensions：UAS 只能對 Supported 有列的 SIP 擴充是否採用產生回應，在回應的 Require 放採用的 option-tag。如果一定要用某個不支援的 SIP 擴充，回 421 Extension Required 用 Require 表示需要的 SIP 擴充，但不建議，因為可能會破壞互通性。
5. Processing the Request：針對不同 Method 有不同處理。
6. Generating the Response
1. Sending a Provisional Response
2. Headers and Tags

Stateless UAS Behavior

USB 供電

USB 規範有幾個面向，包括連接器、傳輸速度等，這裡談供電。

USB 線兩端分為主機端和週邊端，主機端用 Type A 插頭插入 Type A 插座，週邊端用 Type B 插頭插入 Type B 插座。通常主機提供 Type A 插座；而週邊可以跟 USB 線整合，看到就是 Type A 插頭，方便插入主機。插頭和插座依大小分成標準、mini、和 micro。mini 和 micro 有 Type AB 插座，可插 Type A 或 Type B 插頭，由插頭內的 ID 訊號讓裝置決定是要當作主機或週邊。

主機負責供電和主管通訊。後續兩端可經由 Host Negotiation Protocol 協調交換主機和週邊的角色。

原本標準 USB 提供的電源電壓是 5V，連接的裝置一開始使用 low-power 模式，使用最多 100 mA 的 1 單位電流 (在 SuperSpeed 設備 150 mA)。然後週邊如果要更多電流，需要要求所需的電流切到 high-power 模式，最多 5 單位 500mA，計 2.5W (SuperSpeed 有 6 單位的 900 mA，計 4.5 W)。Host controller 可以關掉一些裝置來避免過載。

由 USB Bus 供電的 USB hub，本身是屬於消耗 high-power 的裝置，對外只能提供 low-power 埠。USB hub 有外接電源時，可提供 high-power 埠，自己可維持為 low-power 裝置。

USB 電源，一般 5V/500mA 只有 2.5 W，用來充電太慢，有些裝置 (譬喻 USB 硬碟) 也需要更大電流。於是有兩個 USB Y 接達到 5W，或用其它方式判斷提供更大電流，但這些不是標準的方式。

USB 標準的 Battery Charging (BC)

BC 定義兩種充電 USB 埠 -- CDP (Charging Downstream Port) 和 DCP (Dedicated Charging Port)，其 D+ 和 D- 間的電阻少於 200Ω，一開始就不限制，可直接提供 0.5 A 到 1.5 A 的電流，達 7.5 W。原本需要先 low-power 模式再 high-power 模式的 USB 埠稱為 SDP (Standard Downstream Port)。

由於大電流會干擾 Hi-speed 的傳輸速度，BC 1.1 限制 Hi-speed 時的電流。BC 1.2 ....

連接器	最大電流	最大瓦數
USB 1.x/2.0	5V/500mA	2.5W
	BC1.2: 5V/1.5A	7.5W
USB 3.0	5V/900mA	4.5W
USB-C	5V/1.5A 預設, 5V/3A max	15W
	USB PD: 5V/9V/12V@3A max, 20V@5A max USB PD 3.0 with PPS: 3V ~ 20V, 5A max 註：5A 需要有電子標籤的 USB-C 線，不然最高 3A。	100W (60W)

USB 標準的 Power Delivery (PD) (有電池背景圖案)

USB PD rev. 1 (俗稱 PD 1.0)

使用 Type A/B 連接器支援三種電壓 5V、12V、20V，最高供電 100W，並向下相容 USB 3.0/2.0、BC 1.2/1.1/1.0，訂有 5 種 Profile。透過 V_BUS 傳 24 MHz BFSK 訊號溝通，並可決定供電方向。
 

Profile	5V	12V	20V
1	2.0A, 10W	N/A	N/A
2		1.5A, 18W
3		3.0A, 36W
4			3.0A, 60W
5		5.0A, 60W	5.0A, 100W

註：Profile 5 用於標準 A/B 或 Type-C 連接頭，microUSB 不支援。

USB PD rev. 2 (俗稱 PD 2.0)

和 USB 3.1 一起發表，同時有了 Type C，捨棄 5 種 profile 方式，改用預先定義的 5V、9V、15V 和 20V 的 4 種電壓。

USB PD rev. 3 (俗稱 PD 3.0)

捨棄了 BFSK，並增加支援 PPS (Programmable Power Supply) 以 20 mV 調整電壓，可對電池進行高效直充，電壓可以低達 3V。開始相容各家快充協定，可支援 QC 4.0 快充。

Type C 才有的 CC 訊號用來決定是主機端、還是週邊端，一開始由兩端設備對 CC 的接線決定，後續可溝通分別決定資料通訊為下行埠 (Downstream Facing Port, DFP，主機端) 或上行埠 (Upstream Facing Port, UFP，週邊端)，以及電源是供電端 (Source)、還是負載端 (Sink)。

Type C 的 VBUS 一開始是不供電的，先由 CC 的電壓決定的供電能力後才提供 5V。電壓約 0.41V 使用預設的 USB 2.0 500mA 或 USB 3.0 900mA，約 0.92V 對應的最大電流是1.5A，約 1.68V 對應的最大電流是 3A。週邊的 R_d 是 5.1kΩ，主機的 R_p 可能接到 5V 或 3.3V 而有不同電阻值，或者採用 current source 決定電壓。

引入 PD 協定後，Type-C V_BUS 電壓可以增加到最高20V：

1. 負載端跟供電端申請供電能力資料。
2. 供電端提供供電能力資料。
3. 負載端從供電能力資料中選出適當的電源配置參數發出請求。
4. 供電端接受請求並按照定義好的電壓提升速度來更改 VBUS 電壓。此時負載端的電流消耗會保持盡可能地小。
5. VBUS 電壓達到最後數值穩定以後，供電端發送出一個電源準備好信號。此時負載端可以增加其電流消耗。

當負載端想要 V_BUS 電壓降低，在電壓下降期間，供電端會啟動一個分流電路來主動放電使電壓快速降低。達到額定值穩定以後，送出一個電源準備好信號。

CC 訊號的 PD 通訊使用 BMC (Bi-phase Mark Code，資料 1 需要有一次高低電壓切換，資料 0 則是固定電壓)。每個資料包都含有 Preamble、SOP (Start of Packet)、Header、Data、CRC 和 EOC (End of Packet)。

使用普通電纜最大電流是 3A，即 60W。如果使用了含電子標籤的電纜，20V 可到 5A，即 100W。

Type C 電纜要有電子標籤來支援 USB 3.1 超速資料傳輸或承載超過 3A 電流，另一條 CC 線會有比 R_d 5.1kΩ 小的下拉電阻 R_a 1kΩ，讓供電端知道此線作為 V_conn 提供 5V 給電纜中的 IC。其後的 PD 通訊中將包含供電端和電子標籤之間的通訊 (SOP’ 或 SOP”) 以及供電端和負載端之間的通訊 (SOP)。

Qualcomm 的 Quick Charge

Qualcomm CPU 手機專有的快速充電技術 Quick Charge，由 V+ 和 V- 電壓決定 VBUS 電壓：

V+	V-	VBUS
0.6V	GND	5
3.3V	0.6V	9
0.6V	3.3V	12
3.3V	3.3V	20

其它

• Apple
• D+ = D- = 2.0V：0.5A (電腦)
• D+ = 2.0V, D- = 2.7V：1.0A (iPhone 充電器)
• D+ = 2.7V, D- = 2.0V：1.5A (iPad 充電器)
• D+ = D- = 2.7V：2.4A (2.4 充電器)
• 很多是 D+、D- 腳位短路
• 符合 USB Charging 規範的充電器輸出 5V，D+ 和 D- 間的電阻決定可提供的最大電流，越小電流越大，電阻 0 表示沒限制。
• 其它：三星、中國 YD/T1591 - 2009

過電流保護？

產品

行動電源：線的主機端大多是 USB-A 的，要過渡到 USB-C，最好有 USB-A 和 USB-C 雙輸出。輸入最好是 USB-C 的，能用週邊端是 USB-C 的線，逐步淘汰 micro USB。

手機供電

市電：線的主機端大多是 USB-A 的，要過渡到 USB-C，最好有 USB-A 和 USB-C 雙輸出。

• Innergie PowerGear 90：筆電輸出
• Innergie PowerGear 65 Pro：USB-A 5V 和 19V 筆電輸出, $1490
• Innergie PowerGear 65：筆電輸出
• Innergie 65U：筆電輸出
• Innergie 65W：USB-C 頭輸出
• Innergie PowerGear 60C：USB-C 5/9/12/15/20V 輸出, 92%, 60x30x30, 85g, $2490，+ MagiCable 150 $3170
• Innergie C6 (GaN)：USB-C 5/9/12/15/20V 3A 輸出
• GENKI Dock：30W USB-C PD 3.0 5/9/15V 和 USB-A 3.1 輸出的充電器，採用氮化鎵 GaN 技術，USB-C 可轉為 USB-A 和 HDMI。
• SlimQ：USB-A 5/9/12V 和 USB-C 5/9/12/15/20V 輸出, GaN 94% (88%), 65x33x28, 91g, $1xxx

車充：線的主機端大多是 USB-A 的，要過渡到 USB-C，最好有 USB-A 和 USB-C 雙輸出。

• OMNIA C1 Pro 83W $699 保護？
  
• USB-C 65W PD 5/9/12/15V 3A, PPS
• USB-A 18W QC3.0
• PowerFalcon x Aliand
• USB-C：PD 3.0 30W(5V/3A, 9V/3A, 12V/2.25A, 15V/2A, 20V/1.5A) (PD3.0/Apple Mode/QC2.0/QC3.0/AFC/FCP)
• USB-A：QC 3.0 18W(3.6-6V/3A, 6-9V/2A, 9-12V/1.5A)(Apple Mode/QC2.0/QC3.0/AFC/FCP)
• Baseus倍思45W大功率數顯智能車充BS-C20CTW LED數顯，輸入 24V 才能輸出 15V/20V
• USB-C：5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/2.25A
• USB-A：4.5V/5A、5V/4.5A、9V/3A、12V/3A、20V/2.25A
• Innergie PowerJoy 30D 車充：USB-A 和 USB-C 5/9V 輸出
• PowerFalcon PS36WQCA3-CUB USB Type-C/PD,QC3 USB Type-A/QC3，各為 18W (3.6-6.5V/3A,6.5-9V/2A,9-12V/1.5A)，充電狀態指示
• PS36WQCA3-CUB-01 有 Type-C PD
  
• Nokia P6105 有 20V 輸出
• :Baseus/倍思 TZCCZM0G 160W

觸發器或誘騙器：控制輸出電壓。最好是 USB-C 通用的。

• YZXSTUDIO ZY12PDS PD觸發器
• 觸發 PD 電源輸出 5V/9V/12V/15V/20V。
• https://wolflsi.pixnet.net/blog/post/66702201
• PFWL-USBCXPLUGX20V-WT9 紅隼 USB-C PD to 20V DC 通用型充電線
• 本身耗電 1.5mA
• max 3.5A
  
• PFWL-USBCXPLUGX20V-WT9-F MagicTrust 萬用充電線 max 5A
  
• PFWL-USBCXPLUGX20V-WT9-P MagicTrust Plus 萬用充電線 max 5A
  
• Innergie C-T 筆電充電線：只適用 Innergie 60W 以上 USB-C 筆電充電器，可串接 18T 或 12T 提供額外 USB-C 或 USB-A 輸出。

USB 電錶

• YZXSTUDIO ZY1280
• 上一代 ZY1276
• https://wolflsi.pixnet.net/blog/post/67046421
• Kotomi Pre (含觸發等功能)
• 具備上一代 Kotomi Pro 的所有特點及功能
• https://wolflsi.pixnet.net/blog/post/66243654
• POWER-Z KT001
• POWER-Z KM001C
• KM003C
• KM002C-Lite：PD3.1, 50V 6A, ...

非 USB 充電器轉成 USB

• C-Force AnyWatt：電源輸入 16-21VDC @3A min, PD 3.0 輸出：5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/2.25A (輸入 >= 20V), PPS 輸出：3-12V/3A
• SEKC SCC-PD7242W 車充：電源輸入 12/24VDC, PD 輸出：5V/3A、9V/2.7A、12V/2A (max. 24W), QC3.0 輸出：3.6V-6.5V/3A, 6.5V-9V/2A, 9V-12V/1.5A (max. 18W)
• AC 轉

 USB 升降壓

• XY-UP
• XY-LUP
  

參考

1. https://en.wikipedia.org/wiki/USB_hardware#Power
2. https://www.richtek.com/Design Support/Technical Document/AN056?sc_lang=zh-TW
3. https://github.com/Ralim/ts100/issues/24
4. https://www.digitaltrends.com/mobile/how-does-fast-charging-work
5. Power Over Ethernet 

ASUS ZenPower 行動電源

使用說明

• http://www.asus.com/zentalk/tw/forum.php?mod=viewthread&tid=66396 或 http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=588&t=4257231 有使用說明書照片
• 電池容量 9600mAh@3.75V、額定電容量 6510mAh@5V = 32.55Wh
• 215g
• LED 顯示
• 按電源開關或插入裝置時啟動，依剩餘電量顯示，5 秒後會自動關閉
• 放電時會依剩餘電量慢閃
• 四顆快閃時為錯誤，重新拔插 USB 線可排除
• 負載過小時會自動關閉
• 可同時放電跟充電嗎？
• 11 重安全保護機制：溫度保護、短路保護、Rest 保護、輸入過壓保護、輸出過壓保護、輸入防反保護、輸出過流保護、電芯 PTC 保護、充電器保護、Jetia 保護。

主要元件

• 三顆鋰電池 LGABE 11865 並聯 3.75V
• MPS MP2636 充電電池充放電 IC
• 充電模式及升壓放電 (boost) 模式
• 建議充電電壓 4.5V~6V
• 賽微電子 CW3002 USB 充電辨識 IC
• HOLTEK HT68F30-1 MCU，用於電量顯示及行動電源功能控制

參考來源

• ASUS初心作品ZenPower 9600mAh行動電源簡介及測試
• 行動電源

行動電源

行動電源的電源輸出入大多使用 USB，但也可能使用其它界面，可用來手機充電、驅動 LED 燈條、驅動風扇、筆電供電、救車等。

輸入：最好是 USB-C 的，逐步淘汰 micro USB。

• micro USB ()
  
• USB-C
  
• 太陽能模組
• AC110V

輸出：最好有 USB-A 和 USB-C 雙輸出，過渡到 USB-C。

• USB-A
• USB-C (支援筆電電壓)
• 救車 (需要瞬間大電流)

行動電源容量有兩種，一種是電芯(電)容量，另一種是輸出的額定(電)容量。輸出時，不同電壓耗損不同，對應的額定容量也不同。電容量單位可能是「mAh」或「Wh」。mAh 要乘以電壓除以 1000 是 Wh，電芯電壓一般是 3.6V，輸出電壓有 5V 等。另外行動電源充電時也會有耗損，所以充電電容量 > 電芯電容量 > 額定電容量。

電容量輸入或輸出的速度是功率，單位是 W，或以電壓和電流分別表示 (5V / 1A、5V / 2A、9V / 2A、12.1V / 1.5A 等)。一般輸出功率越高能源轉換耗損越高，轉換效率越低。

產品

• ASUS ZenPower (32Wh, 5V)
• ASUS ZenPower Pro PD (48.96 Wh, 輸出 5/9/15/20V max. 45W)
• ASUS ZenPower Max：等效 3.6V x 26800mAh = 96.48 Wh [港都狼仔評測]
• QUANHAN全漢創意PD20000: 等效 3.6V x 20000mAh = 72Wh, 65W
• V-Mount鋰電池:單顆PAGlink電池的電力為96瓦-小時、14.8V、6.5Ah
• Lenovo USB-C 筆記型電腦行動電源 14000 mAh = 48Wh：USB-C x1 45W, USB-A x2 各 10W, 292g
• mophie powerstation USB-C 3XL 電池：26,000 mAh，45W USB-C，額外的 USB-A 輸出。Priority+ 直通式充電功能先對裝置充電，後會對本身充電。
• mophie powerstation USB-C XXL 通用電池：19,500mAh，30W USB-C，額外的 2.4A USB-A 輸出。透過電腦充電時，可將 USB 埠切換成電源輸入。Priority+ 直通式充電功能先對裝置充電，後會對本身充電。
• Anker PowerCore+ 10000 Pro 行動充電器：同時對 PowerCore 電池及 iPhone 充電。PowerCore+ app 韌體更新。
• Zendure｜27000mAh SuperTank 四孔極速行動電源：邊充邊放
• ZENDURE SuperTank Pro 26800mAh/96.48Wh 行動電源簡測：支援邊充邊放。4 組 USB-C 埠，最大 100W PD 輸入/輸出。OLED 螢幕顯示資訊。可更新韌體。18650 電池。
  
• Zendure SuperMini 10000mAhx3.63V=36.4Wh 180g 21700 電池 $1680 $1380
  

prefetch

在 Linux Kernel，為了減少 cache miss 來增進效能，可將預期會用到的資料用 prefetch() 事先讀取，但有些只是想像效能會較好，沒有實證反而可能有反效果。

例如 <linux/list.h> 的 list_for_each() macro：

    #define list_for_each(pos, head) \
 for (pos = (head)->next; prefetch(pos->next), pos != (head); \
            pos = pos->next)

經過實證反而效能較差 (短 list、null prefetch)，硬體自己做的不會較差。

其它：

• reordering structures that commonly accessed together fields are found in the same cache line
• linked-list => cache-unfriendly
• singly-linked hlist hash table list 
• likely()

參考：
The problem with prefetch

Base64

Base64 編碼用 64 個可列印字元來表示二進位資料。二進位資料每 6-bit 為一個單元，對應到 2⁶ = 64 可列印字元中的其中一個。每 3-byte = 24-bit 用 4 個可列印字元表示。

64 個可列印字元前 62 個依序是 A-Z、a-z、0-9，剩下兩個字元大多使用 + 和 /，但有其它變種。另外，資料長度不是 3 的倍數時，可以加以填充，多 1 需要填 ==，多 2 需要填 =，讓結果長度都是 4 的倍數。

傳送或儲存二進位資料時，有些情況有些字元有特別用途，所以需要 Base64，限縮只用可列印字元來表示，包括 MIME 的電子郵件等。

用在 URL：+ 和 / 會轉為 %XX 格式，所以改用 - 和 _。

用在正規表示式：+ 和 / 有特殊含意，所以改用 ! 和 -。

其它使用不同 64 字元集的編碼方法則不稱為 Base64，如 uuencode、BinHex。

https://en.wikipedia.org/wiki/Base64