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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(xié)議的電源適配器,那什么是PD協(xié)議呢?PD全稱Power Delivery,中文意思為電源傳輸管理.PD充電協(xié)議是USB-IF組織公布的功率傳輸協(xié)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(xié)議之一,是由USB-IF組織制定的一種快速充電規(guī)范.USB PD透過(guò)USB電纜和連接器增加電力輸送,擴(kuò)展USB應(yīng)用中的電纜總線供電能力.該規(guī)范可實(shí)現(xiàn)更高的電壓和電流,輸送的功率最高可達(dá)100瓦,并可以自由的改變電力的輸送方向.
首先我們來(lái)了解下快速充電協(xié)議的發(fā)展:
2011年8月,USB-IF發(fā)布了極具革命性意義的TYPE-C 1.0接口標(biāo)準(zhǔn)和USB PD2.0標(biāo)準(zhǔn),創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了在專用的通信線CC上,進(jìn)行USB PD通信信號(hào)傳輸.
2011年2月,USB-IF發(fā)布了USB PD3.0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),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.
2011年10月,iPhone8,iPhoneX發(fā)布,宣布支持PD快充協(xié)議,PD電源適配器普及步入快車道
USB-IF推廣PD充電協(xié)議的目的是統(tǒng)一快速充電協(xié)議,從市場(chǎng)的變化來(lái)看,也正在朝這個(gè)方向發(fā)展,高通QC4.0協(xié)議和MTK3.0協(xié)議都采用了PD3.0的PHY層設(shè)計(jì).不過(guò)可以預(yù)見(jiàn),從多協(xié)議并存到統(tǒng)一至少還需要一段時(shí)間,在此期間,多協(xié)議仍然是配件市場(chǎng)的發(fā)展主流,而在眾
多協(xié)議之中,PD協(xié)議將會(huì)是客戶的硬性指標(biāo).
目前市面上PD電源主要有硬件SOC,軟件SOC,MCU+DC-DC三種架構(gòu)：
軟件SoC架構(gòu)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(diǎn).但MCU和DC-DC兩種技術(shù)的發(fā)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(méi)有特別成熟穩(wěn)定
的軟件SOC PD芯片.因此,建議謹(jǐn)慎選用軟件SOC的架構(gòu)的PD電源適配器方案.
硬件SOC架構(gòu)把PD協(xié)議固化成硬件,具有成本低,開(kāi)發(fā)速度快的特點(diǎn).很多人認(rèn)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(xié)議的發(fā)展過(guò)程以及PD協(xié)議的完整性.PD協(xié)議的完整性,在于提供了電能和數(shù)據(jù),音視頻傳輸?shù)耐暾麉f(xié)議框架
,同時(shí)又留有VDM,即自定義數(shù)據(jù)包功能,讓企業(yè)可以進(jìn)行私有協(xié)議處理,以及電池管理,固件升級(jí),私有加密等,所以各家產(chǎn)品依然有協(xié)議的“私有”成份存在,未完全統(tǒng)一.因此,即便你的產(chǎn)品過(guò)了認(rèn)證,也未必能兼容市面上的所有設(shè)備.也許有人會(huì)說(shuō),我的產(chǎn)品已
經(jīng)獲得了USB-IF的認(rèn)可,不兼容那是設(shè)備的問(wèn)題,不是我產(chǎn)品的問(wèn)題.然而,終端用戶并不會(huì)考慮你的產(chǎn)品認(rèn)證不認(rèn)證,只會(huì)看你的產(chǎn)品能不能給自己的終端進(jìn)行充電.所以從PD協(xié)議的發(fā)展過(guò)程以及完整性考慮,目前并不推薦選用硬件SOC設(shè)計(jì)PD電源適配器產(chǎn)品.
目前看來(lái),PD產(chǎn)品的成熟周期至少需要2-3年時(shí)間,在此之前,PD協(xié)議的靈活性對(duì)于產(chǎn)品的兼容性尤為重要,而能夠同時(shí)兼顧可靠性與兼容性的架構(gòu)正是MCU+DC-DC架構(gòu).目前市面上的一線主流PD半導(dǎo)體廠商,如賽普拉斯,TI,芯?？萍嫉?皆是采用MCU+DC-DC的架構(gòu).
相對(duì)于其它的架構(gòu),MCU+DC-DC架構(gòu)主要特點(diǎn)是：
MCU性能強(qiáng)大,協(xié)議全,升級(jí)空間大
MCU+DC-DC架構(gòu)都會(huì)選用性能強(qiáng)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(nèi)核,支持PD3.0 PPS等各種常用的快充協(xié)議.芯片集成多種協(xié)議PHY層,通訊內(nèi)容可通過(guò)軟件進(jìn)行升級(jí),可以適應(yīng)市面上的多種手機(jī)的快速充電需求.
對(duì)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(fā),對(duì)于PD電源適配器核心功能是PD快充.
進(jìn)入快充時(shí)代,電源適配器的定義再也不會(huì)像傳統(tǒng)電源適配器那樣功能單一,不同的客戶對(duì)于多口控制的邏輯需求會(huì)不一樣,另外還有顯示方式,報(bào)警方式,控制方式都會(huì)有不同的需求.而對(duì)于功能定制化,恰恰是MCU的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng),可以支援到客戶的多樣化需求.
傳統(tǒng)的電源產(chǎn)品,如果因?yàn)榧嫒菪?協(xié)議升級(jí),客戶修改變更等問(wèn)題,需要升級(jí)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(jí)功能的規(guī)范,就是為了解決這個(gè)問(wèn)題,是PD3.0對(duì)PD2.0的一個(gè)重大升級(jí).由于PD協(xié)議具有發(fā)展速度快和允許私
有化的特性,固件升級(jí)的需求會(huì)更多.
芯海對(duì)于固件升級(jí)采取的方案是：通過(guò)TYPE-C接口升級(jí)固件.如果遇到需要升級(jí)固件的情況,無(wú)需拆機(jī),把產(chǎn)品通過(guò)數(shù)據(jù)線連接到PC就可實(shí)現(xiàn)升級(jí),這是硬件SOC架構(gòu)所無(wú)法比擬的.
開(kāi)發(fā)成本高,一直是MCU+DC-DC方案的痛點(diǎn).特別是PD協(xié)議動(dòng)輒上百頁(yè)的英文資料,對(duì)軟件工程師是一個(gè)很大的挑戰(zhàn).為了解決客戶的這個(gè)痛點(diǎn),芯?？萍紝ｉT推出了Smart PD圖形化開(kāi)發(fā)工具.用戶無(wú)需了解PD規(guī)格的細(xì)節(jié),也不用學(xué)習(xí)軟件開(kāi)發(fā),只做簡(jiǎn)單的勾選配置,就
可以完成PD電源適配器的軟件開(kāi)發(fā).可以設(shè)置的內(nèi)容包括PDO,RDO,VDM,企業(yè)專用VID,PID,TID等信息,以及電源適配器的各項(xiàng)參數(shù),譬如：過(guò)流值,過(guò)壓值,溫度保護(hù)參數(shù),電池內(nèi)阻參數(shù),顯示方式等.
從PD協(xié)議的發(fā)展過(guò)程以及完整性考慮,最適合PD電源適配器設(shè)計(jì)的架構(gòu)是MCU+DC-DC架構(gòu).在PD協(xié)議完全統(tǒng)一快充之前,支持固件升級(jí),配合圖形化開(kāi)發(fā)工具,是開(kāi)發(fā)PD電源適配器的最佳選擇.
PD擴(kuò)展來(lái)就是power delivery,也就是快速充電技術(shù),網(wǎng)上所說(shuō)的PD電源,PD電源適配器,type-c充電器,快充電源其實(shí)大多說(shuō)都是一個(gè)意思.但是PD電源適配器又遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止快速充電那么簡(jiǎn)單,除了具有充電快的特點(diǎn)以外,他還具備傳統(tǒng)電源適配器不具備的一些其他優(yōu)勢(shì)
.具有PD功能的Type-C 能讓充電變得無(wú)處不在.比如,你可以用同一個(gè)充電器,去給電腦,手機(jī),電源適配器充電; 你也可以讓手機(jī),平板,筆記本電腦相互分享電.分享電時(shí)你可以改變供電的方向等.根據(jù)PD充電協(xié)議發(fā)展,將來(lái)你可以把車載蓄電池,電動(dòng)車的鋰電池
,以及便攜式設(shè)備的鋰電池都當(dāng)做充電寶,為你手機(jī)充電,提供應(yīng)急之需.簡(jiǎn)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(xié)議,支持PPS,QC3.0/4.0,自動(dòng)識(shí)別6種電壓.
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