Während der ursprüngliche Aufruf für 5 V zweifellos für TTL war (wie in den Kommentaren erwähnt, insbesondere die in Sperrrichtung vorgespannten BE-Übergänge von Bipolartransistoren, die fast allgegenwärtig für 6 V ausgelegt sind), gibt es einige andere Dinge, die mit 5 V gut funktionieren Standard:

• Die Sperrspannung der LEDs beträgt normalerweise ebenfalls 5-6 Volt, daher sind 5 V für Charlieplexing
geeignet
• Laden einzelner Li-Ion-Zellen, die Geräte wie die genannten Telefone, Tablets usw. mit Strom versorgen. Sie nehmen die USB-Standardspannung, die 5 V ± 5% beträgt, also 4,75 Minuten an der USB-Buchse. Dann hat Ihr Kabel einen gewissen Widerstand, sodass das, was am Gerät ankommt, um einige 100 mV verringert werden kann. Und dann können Sie einen einfachen linearen Batterielade-IC wie den MCP73831 verwenden, der die Batterie z. 4,2 V. Da die Quell- und Zielspannungen nahe sind, wären die Verluste überschaubar. Linearwandler sind viel einfacher als die Alternative (DC-DC-Wandler) und eignen sich besonders für Geräte mit geringem Stromverbrauch, was eine einfachere und kompaktere Leistungselektronik und geringere Kosten bedeutet. Wenn der Standard 4,5 V statt 5 V wäre, würde sich der Akku im schlimmsten Fall wahrscheinlich nicht vollständig aufladen (und DC-DC wäre ein Muss). Wenn es 6 V statt 5 V wäre, würden die linearen Reglerverluste beträchtlich werden. 5V ist ein guter Mittelweg.

Im letzten Punkt bin ich mir jedoch nicht sicher, in welche Richtung die Kausalität geht. Es könnte sein, dass Li-Ion perfekt mit Stromversorgungsschienen für typische kleine Elektronik ausgestattet ist, was zu seiner allgegenwärtigen Verwendung führte.

Einer der Gründe war, dass die Europäische Kommission eine Vereinbarung zwischen großen Mobiltelefonherstellern über die Einführung eines common-Ladegeräts auf der Grundlage des micro-USB-Anschlusses für in der EU verkaufte datenfähige Mobiltelefone erleichtert hat.
Und USB gibt 5 V an.

Ein Handy-Ladegerät für alle Kampagnen

Background:
In der Vergangenheit waren Mobiltelefone nur mit bestimmten Ladegeräten für Mobiltelefone kompatibel. Schätzungsweise 500 Millionen Mobiltelefone wurden 2009 in allen EU-Ländern verwendet. Die verwendeten Ladegeräte variierten häufig je nach Hersteller und Modell. und mehr als 30 waren verschiedene Arten von Ladegeräten auf dem Markt. Dies verursachte nicht nur Unannehmlichkeiten für den Verbraucher, sondern verursachte auch unnötigen Elektronikschrott.

Es wird angenommen, dass fast jeder Haushalt eine Reihe alter Ladegeräte gesammelt hat - schätzungsweise mehr als 51 000 Tonnen Elektronikschrott pro Jahr in der EU.

Wwas die Kommission tut
Als Reaktion darauf ermöglichte die European Commission eine Vereinbarung zwischen großen Mobiltelefonherstellern über die Einführung eines gemeinsamen Ladegeräts für datenfähige Mobiltelefone, die in der EU verkauft werden.

Im Juni 2009 wurde ein Memorandum of Understanding (MoU) unterzeichnet, in dem sich die Mobiltelefonhersteller darauf einigten, die Ladegeräte für neue Modelle datenfähiger Mobiltelefone zu harmonisieren, die ab 2011 auf den Markt kommen.

Infolgedessen haben sich die größten europäischen Mobiltelefonhersteller darauf geeinigt, ein universelles Ladegerät für in der EU verkaufte datenfähige Mobiltelefone einzuführen. Das MoU verpflichtete die Industrie , Ladegerätekompatibilität auf der Grundlage des Micro-USB-Anschlusses bereitzustellen.

Ich habe den starken Verdacht, dass dies mit der typischen Blei-Säure-Batteriespannung von 2,1 V / Zelle zusammenhängt.

Früher waren Blei-Säure-Zellen (wiederaufladbar) eine bequeme Möglichkeit, Vakuumröhrenheizungen (die einen ziemlich hohen Strom aufnahmen) mit Strom zu versorgen, während Trockenzellen (primär) für die Anodenversorgung ausreichend waren.

So verwendeten die meisten Vakuumröhren Inkremente von 2 V als Heizungsversorgung - 2 V für tragbare drahtlose Geräte, 4 V war der britische Standard vor dem Krieg, während "6 V" genauer 6,3 V ein transatlantischer Standard waren und übernahm während / nach dem Zweiten Weltkrieg so ziemlich die Zeit, als große Vakuumröhrengeräte (Radargeräte, frühe Computer usw.) hergestellt wurden.

Infolgedessen erzeugten die meisten Hochstrom-Wechselstromtransformatoren in den 1960er Jahren ... 6,3 V Wechselstrom.

Multiplizieren Sie die Spitzenspannung mit sqrt (2), subtrahieren Sie ein paar Diodentropfen für einen Brückengleichrichter, ein weiteres Volt für die Kondensatorwelligkeit, etwa ein Volt für die Kopffreiheit in einem Linearregler und Sie haben ...

Ja, 5 V wären ungefähr die nächste runde Zahl.

Dies ist eine plausible Begründung für die Auswahl von 5 V in den frühen Tagen der IC-Logik (nicht TTL, sondern etwas früher, vielleicht RTL). Ich habe keinen dokumentarischen Beweis dafür, dass dies der Fall ist; Beweise in beiden Fällen wären willkommen.

Irgendwann in den 1960er Jahren wurde es jedoch als "normale" Logikspannung etabliert und alles andere (es sei denn, es hatte einen zwingenden Grund, wie ECL mit -5,2 V) wurde damit kompatibel gemacht.

(Bis der Prozess schrumpft, macht 5 V / Gate-Breite eine unangemessen große Zahl in Volt / Meter, als sich die Spannungsschienen zu verringern begannen)

(Ich kann es nicht auf die Breite eines Pferdearsches in der Römerzeit zurückführen, aber vielleicht kann es jemand anderes ...)

Weil USB so konzipiert wurde, dass es einfach zu PCs hinzugefügt werden kann

PCs sind seit dem frühen Intel 8008 auf 5 Volt Gleichstrom eingestellt, da dies die TTL-Schaltung ist und die Industrie sich bis zum IBM-PC auf TTL-Aufklärung verlassen hat. Wie Sie wissen, hat IBM kein sauberes Schiefer-PC-Design erstellt, sondern die Standardtechnologie verwendet, einschließlich sehr viel TTL. ISA-Karten waren also 5 V, was es für jeden PC erforderlich machte, der ISA-Karten unterstützte. Es ist wie eine Eisenbahnspur; Sie können es nicht ändern, da Sie Kompatibilität benötigen.

5V funktionierte gut für die Ziele von USB, einschließlich der Möglichkeit, Geräte mit geringem Stromverbrauch zu bauen, die sich selbst versorgen, einschließlich Scannern, Druckern und Festplatten. Eine niedrigere Spannung wie 3,3 V hätte mehr Strom bedeutet.

USB ist bereits überall und hat bereits die perfekte Größe.

Verstehen Sie, dass Handy-Ladegeräte vor Smartphones nur mit Strom versorgt wurden. Es handelte sich größtenteils um 2-polige Zylinderanschlüsse mit unterschiedlichen Spannungen (manchmal sogar Wechselstrom!), Mit vielen proprietären Dingen da draußen. Jeder Telefonhersteller verwendete ein anderes Ladegerät mit inkompatiblen Verbindungen.

Alle fuhren in der Nähe von 2-5 Watt. USB wurde entwickelt, um die 1-Kabel-Verbindung vieler Geräte zu ermöglichen, die innerhalb eines Strombudgets betrieben werden können: Tastaturen mit Hintergrundbeleuchtung, Diskettenlaufwerke und erfinderische Designer haben sogar Möglichkeiten gefunden, Festplatten, Scanner, Drucker und CD-Laufwerke zum Laufen zu bringen dieses Budget. In dieser Spezifikation wurde als 500 MW für USB 2.0 und 900 MW für USB 3.0 bezeichnet. Dies liegt genau in dem Bereich, in dem ein Telefon aufgeladen werden soll.

Natürlich erlaubten die Telefonhersteller ihren eigenen Ladegeräten, 500 mA zu überschreiten.

Die Notwendigkeit einer Datenverbindung zwang sie trotzdem zu USB

Lange vor Smartphones gab es "semi-intelligente" Telefone, mit denen beispielsweise Fotos aufgenommen, Adressbücher mitgeführt und mit einem PC synchronisiert werden konnten oder die lebensorganisierende Funktionen vom Typ Franklin Planner für die Planung und Aufgabenverwaltung verwendet wurden. Alle diese Dinge müssen mit einem PC synchronisiert werden. Bluetooth war nicht für die Hauptsendezeit bereit ( noch heute kann mein FitBit nicht mit meinem Computer, meinem 3-jährigen Telefon oder meinem 2-jährigen Kindle kommunizieren). WiFi ist zu komplex und macht hungrig. Schauen Sie sich an, welche kabelgebundenen Anschlüsse auf allen PCs / Macs der Ära 2005 verfügbar waren (was? Ethernet!?) - Die einzige Wahl war USB .

Sie wollten keine zwei separaten Ports zum Aufladen und zur Datensynchronisierung haben, und warum sollten sie? Wie bereits erwähnt, hat USB die richtige Größe zum Aufladen eines Telefons.

Es war ein Match, das im Himmel gemacht wurde. Und wie apokryphe römische Wagenräder, die die Spurweite der Eisenbahn definieren, floss alles aus TTL.

USB war also bereits für semi-intelligente Geräte gesperrt. Dann haben Sie natürlich den Blackberry in die Szene gebracht. Daher wurde USB lange vor dem Design des iPhone 1 als Verbindungsmethode und damit als Lademethode festgelegt.

In den frühen neunziger Jahren baute ich Steuerkreise um Mikrocontroller, insbesondere Mikrochip-, Atmel- und Philips-Mikrocontroller.USB war damals noch nicht einmal ein Gedanke, ebenso wenig wie die Lithiumbatterietechnologie.Alle Chips einschließlich der verwendeten Mikrocontroller + 5V-Versorgung.Ich weiß nichts über TTL (Transistor-Transistor Logic), aber +5 Volt haben alle Chips geliefert, mit denen ich gearbeitet habe.Wenn ich mich nicht irre, waren es integrierte CMOS-Schaltungen (Complementary Metal Oxide Semiconductor).CMOS verbraucht weniger Strom als TTL, ist aber möglicherweise etwas langsamer.Ich weiß, dass Sie CMOS mit nur 3 Volt versorgen können, um den statischen Speicher aufrechtzuerhalten, aber für aktive Schaltkreise ist etwas mehr Spannung erforderlich.Der Leistungsstift für die ICs wurde oft als Vcc (Spannung für Kollektorstrom) bezeichnet, was sich auf den Kollektorzweig der monolithischen Transistoren bezieht, aus denen die ICs bestehen, ob TTL oder CMOS.+5 Volt sind also seit langem ein Standard.