USB-PD有望一统快充江湖

 记得早几年前，EDN小编刚听说快充技术时，就知道其可以从高电压、大电流和大功率三个方向发展。而如今，这类技术已发展到了包含许许多多的私有协议，导致整个市场非常混乱，对于用户来说也不友好。而随着Type-C PD的出现，将各种主流协议整合到其中，将有望解决这个问题。

日前，在ASPENCORE旗下《电子工程专辑》、《EDN电子技术设计》和《国际电子商情》共同举办的“第18届电源管理论坛（秋季）——快充与无线充电”论坛上，现代单片机（ABOV）FAE技术经理舒洪明为我们介绍了Type-C PD快充的现状，并介绍了该公司相应的通用快充（UFC）方案。

舒洪明介绍说，从锂电池的充电曲线看，它包括涓流充电、恒流充电、恒压充电、充电终止四个阶段。其中，恒流充电阶段聚集了电池能量的70%以上，这部分的大电流特性，支持快充。

手机充电的电源转换过程是先将100V~220V的高压通过充电器降到5到20V，再经过手机端的DC/DC二次降压，降到3到4.4V。

充电的电压电流从最开始的USB2.0的5V/50mA发展到BC1.2的5V/1500mA。随着智能手机的发展和电池电量的增大，出现了快充技术，它有两个方向：高压低电流，代表是QC；低压大电流，代表是VOOC。

随着Type-C的出现，USB推出了PD3.0，充电电压/电流达到20V/5A，最大输出功率100W，不但支持手机的快充，还支持笔记本、数码相机等的快充。

下面是各快充技术的对比。PD快充方案（基于Type-C接口）灵活性高，支持正反插，安全性和效率高，支持大功率（最大100W），电压调整幅度为20mV/格，电流10mA/档，但成本高，设计稍微困难。

从目前的主流协议和接口看，三星、苹果和华为都有自己的协议。OPPO VOOC、MTK PE、Qualcomm QC等各家的协议都是基于各自的充电器和线材，充电参数不一，导致整个市场非常混乱。随着Type-C接口的推广和成熟，USB PD目前兼容所有主流协议，有望形成行业统一充电规范。

优势：高通、中国工信部海尔实验室和苹果都开始兼容USB-PD协议，并且USB协会强制要求安卓7.0以后都必须与之兼容，因此USB-PD有望成为业界统一规范。

随着智能手机越来越多支持PD协议，截至2018年1月，已经有183款IC、136款快充产品获得PD认证。它的优势是：1.PD协议兼容其他家充电协议，并且加以优化和推广；2.高效、安全性非常好，因为是智能双向设备。

下面是现代单片机开发的demo板，包括一次侧AC-DC转换AB7440和二次侧DC-DC转换IC A94B316。它的优势是，兼容PD3.0，将同步整流（SR）和NMOS驱动电路集成了进来，获得PD2.0的认证（PD3.0认证正在进行中），在230V/5V时效率达到87%，待机功率在20mW。

下面上半部是移动电源和车充方案，支持PD3.0，可同时识别一个Type-C和两个USB接口。下半部的无线充电方案将传统的无线发射和PD MCU集成到一起。支持PD快充，最大发射功率为15W。

下面是现代的产品线。

此外，该公司提供开发环境，包括8051软件仿真监控软件（最多可设置4个断点）、JIG板（带有PD模拟的板子）、PC端可视界面（通过UART和JIG板连接，再通过USB接口与开发板连接）。

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