USB PD成快充市場(chǎng)主角，有望一統(tǒng)江湖

導(dǎo)讀：USB Type-C 與 USB PD 協(xié)議共生，有望統(tǒng)一快速充電標(biāo)準(zhǔn)，而且隨著USB Type-C接口的普及，將推動(dòng)快速充電技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等所有的數(shù)碼設(shè)備都有望實(shí)現(xiàn)充電器和數(shù)據(jù)線的統(tǒng)一。

為了保證智能手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行所需要的電能，不少廠商都內(nèi)置了大容量的電池，電池容量已接近4000 mAh，但電池容量的增大會(huì)導(dǎo)致手機(jī)充電時(shí)間的增多，因此快充技術(shù)成為解決消費(fèi)者應(yīng)用痛點(diǎn)的迂回之策。

目前快充已經(jīng)變成了智能手機(jī)的必備功能，但是快速充電標(biāo)準(zhǔn)卻處于戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。許多芯片廠商與手機(jī)廠商推出了各種充電技術(shù)，如高通Quick Charge 4.0／3.0快充、聯(lián)發(fā)科MediaTek Pump Express 3.0/2.0快充、Oppo VOOC閃充、一加Dash快充、華為SuperCharge超級(jí)快充、TI MaxCharge快充等。

為了規(guī)范快充標(biāo)準(zhǔn)，USB-IF（USB標(biāo)準(zhǔn)化組織）發(fā)布了USB PD 3.0的重要更新，旨在一統(tǒng)快速充電技術(shù)規(guī)范的PPS（Programmable Power Supply），以實(shí)現(xiàn)對(duì)高通QC4.0/3.0、聯(lián)發(fā)科PE3.0/2.0、華為/OPPO等方案的收編，并且不允許USB接口通過非USB PD協(xié)議進(jìn)行電壓調(diào)整。如果廠商都把各自的快充協(xié)議寫進(jìn)PPS規(guī)范里頭，那以后支持快充的手機(jī)，理論上使用其他手機(jī)品牌的快速充電頭（PPS規(guī)范）也能實(shí)現(xiàn)快充。

快充的重要性和市場(chǎng)潛力，吸引到了大批廠商加入到快充方案的研發(fā)大軍中，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出了多種協(xié)議，如我們熟悉的芯片組供應(yīng)商高通、聯(lián)發(fā)科，OEM廠商三星、華為、OPPO及USB-PD等都各有各的協(xié)議，因此能夠廣泛支持不同協(xié)議的芯片方案將更受歡迎。

USB Type-C接口，近兩年發(fā)展非常快，目前筆記本電腦都開始用USB Type-C接口了，很多旗艦手機(jī)也開始用USB Type-C接口。然而由于各家采用的充電標(biāo)準(zhǔn)不一樣，對(duì)電源適配器和手機(jī)充電器、充電寶的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在都需要支持帶PPS（可編程）的USB PD 3.0以及高通的Quick Charge（QC）4.0協(xié)議了；除了支持這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，還要支持三星、蘋果以及其它各家的標(biāo)準(zhǔn)，手機(jī)端的USB Type C接口非常復(fù)雜；另外目前針對(duì)USB-C電源適配器、充電器以及移動(dòng)電源的方案都非常復(fù)雜，需要很多外圍器件，這也帶來(lái)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。

如何解決設(shè)計(jì)師的難題，而又能讓用戶方便的僅用一個(gè)充電器就能給大多數(shù)手機(jī)都高效地進(jìn)行USB Type-C充電呢？

Dialog推出了市場(chǎng)上首款基于狀態(tài)機(jī)的USB電源傳輸（USB-PD）接口IC -- iW656。iW656兼容最新的USB Type-CTM標(biāo)準(zhǔn)，可支持智能手機(jī)、平板電腦和其他便攜式計(jì)算設(shè)備的AC/DC電源適配器的快速充電應(yīng)用。并可與Dialog市場(chǎng)領(lǐng)先的AC/DC控制器IC無(wú)縫結(jié)合使用，從而創(chuàng)建完整且優(yōu)化的Dialog適配器芯片組解決方案。另外，iW656還支持包括三星Adaptive Fast Charge（AFC）和高通Quick ChargeTM2.0等其它快充協(xié)議。

Dialog的Rapid ChargeTMAC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片組——DA9318轉(zhuǎn)換器，完善了Dialog的墻端到電池充電解決方案，并包含全面的安全和保護(hù)特性，以確保從便攜式電源適配器到智能手機(jī)電池的端到端系統(tǒng)安全。

與現(xiàn)有的使用低電壓并讓充電電流直接通過電纜的拓?fù)洳煌?，DA9318系列的設(shè)計(jì)允許采用標(biāo)準(zhǔn)3A USB線纜來(lái)實(shí)現(xiàn)6A充電電流，這不僅讓功率加倍，還大幅降低快速充電應(yīng)用的成本達(dá)35%。

Cypress推出了針對(duì)PC電源適配器、手機(jī)充電器、車載充電器以及充電寶的高集成方案，支持帶PPS（可編程）的PD 3.0以及高通的Quick Charge（QC）4.0協(xié)議，還支持三星與蘋果的充電標(biāo)準(zhǔn)。

EZ-PD CCG3PA單芯片解決方案，集成了用于恒定電壓、恒定電流和 PPS 應(yīng)用的誤差放大器、允許 VBus 直接操作的30 V 穩(wěn)壓器、CC引腳上的 VBus 短路保護(hù)、高壓功率 FET 的柵極驅(qū)動(dòng)器、低邊電流檢測(cè)放大器、傳統(tǒng)充電器檢測(cè)協(xié)議的專用硬件以及系統(tǒng)級(jí)ESD保護(hù)，可最大限度地降低 USB-C 電源產(chǎn)品的物料成本?？删幊痰?a target="_blank">過壓過流電路可保護(hù)系統(tǒng)不受電源過載和其他錯(cuò)誤操作的影響。

德州儀器（TI）推出的TPS25741/TPS25741A 實(shí)現(xiàn)了一款符合 USB 供電 2.0 規(guī)范和 USB Type-C 版本 1.2 的源控制器。

該器件監(jiān)控 CC 引腳，以檢測(cè) USB Type-C 散熱器附件，然后使能 GDNG 和 G5V 柵極驅(qū)動(dòng)器，從而為 VBUS 施加 5V 電壓（請(qǐng)參見下圖）。然后可通過 USB 供電提供多達(dá) 3 種不同的電壓。為了獲得二次電壓，G5V 柵極驅(qū)動(dòng)器被禁用，而 GDPG 柵極驅(qū)動(dòng)器被啟用。電源多路復(fù)用器實(shí)施方案使用所有柵極驅(qū)動(dòng)器，但無(wú)需使用 CTL 引腳。DC-DC 實(shí)施方案僅需使用 GDNG 柵極驅(qū)動(dòng)器，CTL 引腳通過編程將電源電壓設(shè)定為所需值。該器件根據(jù) USB 供電需求使 VBUS 自動(dòng)放電。使用 PSEL、HIPWR、PCTRL 和 EN9V/EN12V 引腳配置通告電壓和通告電流。

安森美半導(dǎo)體的FUSB302T 針對(duì)力求實(shí)現(xiàn) USB Type-C 壁式充電器或旅行充電器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員而設(shè)計(jì)。 除了默認(rèn)的 SRC 功能，該器件還支持通過少量編程實(shí)現(xiàn) DRP/SRC/SNK。

FUSB302T 支持 USB Type-C 檢測(cè)，包括連接/斷連，以及方向。 FUSB302T 集成了 USB BMC 電力輸送協(xié)議的物理層，允許高達(dá) 100 W 功率和角色互換。 BMC 的 PD 模塊全面支持 Type-C 規(guī)格的替代接口。