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18W/45W/65W PD電源適配器和18W QC3.0快充
PD電源適配器就是帶有PD協議的電源適配器,那什么是PD協議呢?PD全稱Power Delivery,中文意思為電源傳輸管理.PD充電協議是USB-IF組織公布的功率傳輸協議,USB-Power Delivery可以將type-c接口提高到100W.
USB- Power Delivery（USB PD）是主流的快充協議之一,是由USB-IF組織制定的一種快速充電規范.USB PD透過USB電纜和連接器增加電力輸送,擴展USB應用中的電纜總線供電能力.該規范可實現更高的電壓和電流,輸送的功率最高可達100瓦,并可以自由的改變電力的輸送方向.
首先我們來了解下快速充電協議的發展:
2011年8月,USB-IF發布了極具革命性意義的TYPE-C 1.0接口標準和USB PD2.0標準,創新性地實現了在專用的通信線CC上,進行USB PD通信信號傳輸.
2011年2月,USB-IF發布了USB PD3.0的重要更新,旨在一統快速充電技術規范的PPS(Programmable Power Supply),實現對高通QC4.0/3.0,聯發科PE3.0/2.0,華為/OPPO等方案的收編.
2011年10月,iPhone8,iPhoneX發布,宣布支持PD快充協議,PD電源適配器普及步入快車道
USB-IF推廣PD充電協議的目的是統一快速充電協議,從市場的變化來看,也正在朝這個方向發展,高通QC4.0協議和MTK3.0協議都采用了PD3.0的PHY層設計.不過可以預見,從多協議并存到統一至少還需要一段時間,在此期間,多協議仍然是配件市場的發展主流,而在眾
多協議之中,PD協議將會是客戶的硬性指標.
目前市面上PD電源主要有硬件SOC,軟件SOC,MCU+DC-DC三種架構：
軟件SoC架構是把MCU和DC-DC集成在同一顆SoC芯片上,既滿足靈活性的需求,也有集成度高,外圍器件少的特點.但MCU和DC-DC兩種技術的發展路線完全不同,工藝差異也很大,要在同一顆芯片上集成MCU和DC-DC,做到高可靠性難度非常大.目前,還沒有特別成熟穩定
的軟件SOC PD芯片.因此,建議謹慎選用軟件SOC的架構的PD電源適配器方案.
硬件SOC架構把PD協議固化成硬件,具有成本低,開發速度快的特點.很多人認為在不追求功能多樣化的情況下,硬件SOC是最好的選擇,這往往是他們忽略了PD協議的發展過程以及PD協議的完整性.PD協議的完整性,在于提供了電能和數據,音視頻傳輸的完整協議框架
,同時又留有VDM,即自定義數據包功能,讓企業可以進行私有協議處理,以及電池管理,固件升級,私有加密等,所以各家產品依然有協議的“私有”成份存在,未完全統一.因此,即便你的產品過了認證,也未必能兼容市面上的所有設備.也許有人會說,我的產品已
經獲得了USB-IF的認可,不兼容那是設備的問題,不是我產品的問題.然而,終端用戶并不會考慮你的產品認證不認證,只會看你的產品能不能給自己的終端進行充電.所以從PD協議的發展過程以及完整性考慮,目前并不推薦選用硬件SOC設計PD電源適配器產品.
目前看來,PD產品的成熟周期至少需要2-3年時間,在此之前,PD協議的靈活性對于產品的兼容性尤為重要,而能夠同時兼顧可靠性與兼容性的架構正是MCU+DC-DC架構.目前市面上的一線主流PD半導體廠商,如賽普拉斯,TI,芯?？萍嫉?皆是采用MCU+DC-DC的架構.
相對于其它的架構,MCU+DC-DC架構主要特點是：
MCU性能強大,協議全,升級空間大
MCU+DC-DC架構都會選用性能強大的MCU作為主體,以芯海科技的Smart PD MCU CSS32G020為例,選用ARM? Cortex-M0內核,支持PD3.0 PPS等各種常用的快充協議.芯片集成多種協議PHY層,通訊內容可通過軟件進行升級,可以適應市面上的多種手機的快速充電需求.
對于目前的PD電源適配器一般都是兩種接口存在,USB A接口與USB C接口.從功能定義角度出發,對于PD電源適配器核心功能是PD快充.
進入快充時代,電源適配器的定義再也不會像傳統電源適配器那樣功能單一,不同的客戶對于多口控制的邏輯需求會不一樣,另外還有顯示方式,報警方式,控制方式都會有不同的需求.而對于功能定制化,恰恰是MCU的傳統強項,可以支援到客戶的多樣化需求.
傳統的電源產品,如果因為兼容性,協議升級,客戶修改變更等問題,需要升級固件,只能回收-拆殼-重新燒寫固件,成本非常高.PD3.0 V1.1定義了固件升級功能的規范,就是為了解決這個問題,是PD3.0對PD2.0的一個重大升級.由于PD協議具有發展速度快和允許私
有化的特性,固件升級的需求會更多.
芯海對于固件升級采取的方案是：通過TYPE-C接口升級固件.如果遇到需要升級固件的情況,無需拆機,把產品通過數據線連接到PC就可實現升級,這是硬件SOC架構所無法比擬的.
開發成本高,一直是MCU+DC-DC方案的痛點.特別是PD協議動輒上百頁的英文資料,對軟件工程師是一個很大的挑戰.為了解決客戶的這個痛點,芯?？萍紝ｉT推出了Smart PD圖形化開發工具.用戶無需了解PD規格的細節,也不用學習軟件開發,只做簡單的勾選配置,就
可以完成PD電源適配器的軟件開發.可以設置的內容包括PDO,RDO,VDM,企業專用VID,PID,TID等信息,以及電源適配器的各項參數,譬如：過流值,過壓值,溫度保護參數,電池內阻參數,顯示方式等.
從PD協議的發展過程以及完整性考慮,最適合PD電源適配器設計的架構是MCU+DC-DC架構.在PD協議完全統一快充之前,支持固件升級,配合圖形化開發工具,是開發PD電源適配器的最佳選擇.
PD擴展來就是power delivery,也就是快速充電技術,網上所說的PD電源,PD電源適配器,type-c充電器,快充電源其實大多說都是一個意思.但是PD電源適配器又遠遠不止快速充電那么簡單,除了具有充電快的特點以外,他還具備傳統電源適配器不具備的一些其他優勢
.具有PD功能的Type-C 能讓充電變得無處不在.比如,你可以用同一個充電器,去給電腦,手機,電源適配器充電; 你也可以讓手機,平板,筆記本電腦相互分享電.分享電時你可以改變供電的方向等.根據PD充電協議發展,將來你可以把車載蓄電池,電動車的鋰電池
,以及便攜式設備的鋰電池都當做充電寶,為你手機充電,提供應急之需.簡而言之PD電源可以讓做到電源共享,你更加便捷的的獲得電源.帶pd的電源PD3.0快充協議,支持PPS,QC3.0/4.0,自動識別6種電壓.
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