國產PD 3.1快充協議控制芯片
電子發燒友網報道（文/李誠）近日，國內手機廠商在MWC 2022上花式秀肌肉，OPPO展示了最新的240W快充技術，將快充功率直接拉滿，刷新業界紀錄。realme推出了可實現商用的150W快充技術，并表示該技術將會在realme GT Neo3機型中實現首發。小編看到這里再看看手中只支持20W快充的手機，突然就覺得不香了，國外某些廠商就不能學著點嗎？
上述講的快充技術均是基于手機廠商的私有協議實現的，下面我們來聊聊最大支持240W輸出的PD 3.1公有快充協議，PD協議是目前在手機領域普及率較高的一種快充協議，谷歌在此前發布的PPS規范中也明確表示，凡是Android7.0以上支持快充的手機都必須支持PD快充協議，如小米、三星、華為等一線品牌的手機均支持PD快充協議，就連一直特立獨行的蘋果采用的也是PD協議。
既然PD協議在業內盛行，PD 3.1的標準也已經推出，那么目前已經有哪些廠商推出了支持PD 3.1快充的協議芯片呢？不妨我們來一起了解一下。
南芯A+C雙口PD 3.1快充協議控制芯片
今年年初，國內芯片廠商南芯推出了全新一代的PD 3.1快充解決方案SC2021A，該方案支持多口快充的應用，在單芯片下支持A+C口的多口輸出，可滿足市面上絕大多數設備的使用需求。
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圖源：南芯
SC2021A是一顆集成了32位高性能MCU內核的快充協議控制器，內置了2.5KB的RAM和32KB的ROM，可通過程序燒錄的方式滿足快充私有協議的加密需求。據悉該芯片共有一個CC和兩個DP/DM快充接口，可同時滿足PD3.1、PPS、FC, FCP, AFC, SCP, VOOC, super VOOC等多種快充協議，并于去年10月通過了GEL的PD 3.1合格性測試。
南芯為提升該芯片在實際應用中設計布局的靈活性，以及簡化外圍電路的使用，在芯片內部集成了USB PD 基帶 PHY、Type-C 檢測、雙 DPDM PHY、VBUS 放電路徑、VCONN 電源、可編程反饋補償、電壓和電流檢測、10-bit ADC、雙 10- bit DACs、NMOS 柵極驅動器、I2C 接口和保護電路等。并且豐富的電源控制接口，不僅能通過光電耦合器實現在充電過程中電流電壓的控制，還能在DC/DC應用中實現反饋控制。在芯片的開發過程中，南芯也意識到了功耗的問題，為其設計了低功耗模式，在該模式下，靜態電流可低至10μA。
目前，南芯的SC2021A已經在快充終端廠商倍思的65W氮化鎵快充設備中得到商用。
芯?？萍?/u>通用型PD 3.1快充協議控制芯片
在快充協議控制芯片中，芯?？萍荚诖饲耙餐瞥隽藘煽羁蓾M足PD 3.1應用需求的芯片，分別為CSU3AF10和CPW3301。
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圖源：芯?？萍?/div>
CSU3AF10是一款通用型的快充協議控制芯片，片上集成2路獨立的Type-c、1路PD和4路DP/DM快充協議接口，可兼容市面上的多種快充協議。同時CSU3AF10采用的是MCU的設計架構，內置了一顆8位，主頻峰值最高可達24MHz的MCU，以及32K×16 位程序存儲器 FLASH和2KB的數據存儲器，可以通過軟件撰寫提供高便利性以及高調適性，來符合變化快速的快充市場。MCU 在工作狀態下，工作電壓為3.3V，工作電流為3.5mA，在休眠模式下靜態電流小于10μA，即使是整個Type-c模塊的休眠功耗也僅有50μA，具有低功耗的特性。
在時鐘控制部分，為保證快充在工作過程中工作頻率的穩定性，芯?？萍荚谛酒瑑炔考闪艘粋€24MHz振蕩器和一個10KHz振蕩器，其精度分別為±1%和±10%，同時還支持外接一個最高頻率為24MHz的晶振。在外設部分，該芯片預留了23個雙向I/O口，2個8位定時器和2個12位定時器，以及12位的ADC差分檢測接口和UART接口。NTC功能可以通過占用一個I/O口完成溫度測量。不過這款芯片并沒有內置開關管的驅動器，在電路開發過程中需要外置獨立的驅動器用以驅動開關管，與內置驅動的其他芯片相比，這款芯片使用起來可能會比較麻煩。
結語
PD協議輸出功率的提升。將受眾面由手機、平板開始向智能家居、筆記本、顯示器、電動單車等應用層面覆蓋。應用場景的拓寬，也促進了市場需求的增長，并帶動產業鏈上下游的發展，功率器件、協議芯片、主控芯片廠商也將會受益其中。目前市面上可滿足PD 3.1標準應用的芯片還相對較少，相信在市場需求的刺激下，將會有更多的PD 3.1解決方案被推出，為終端廠商提供一個選擇的空間。
上述講的快充技術均是基于手機廠商的私有協議實現的，下面我們來聊聊最大支持240W輸出的PD 3.1公有快充協議，PD協議是目前在手機領域普及率較高的一種快充協議，谷歌在此前發布的PPS規范中也明確表示，凡是Android7.0以上支持快充的手機都必須支持PD快充協議，如小米、三星、華為等一線品牌的手機均支持PD快充協議，就連一直特立獨行的蘋果采用的也是PD協議。
既然PD協議在業內盛行，PD 3.1的標準也已經推出，那么目前已經有哪些廠商推出了支持PD 3.1快充的協議芯片呢？不妨我們來一起了解一下。
南芯A+C雙口PD 3.1快充協議控制芯片
今年年初，國內芯片廠商南芯推出了全新一代的PD 3.1快充解決方案SC2021A，該方案支持多口快充的應用，在單芯片下支持A+C口的多口輸出，可滿足市面上絕大多數設備的使用需求。
?圖源：南芯
SC2021A是一顆集成了32位高性能MCU內核的快充協議控制器，內置了2.5KB的RAM和32KB的ROM，可通過程序燒錄的方式滿足快充私有協議的加密需求。據悉該芯片共有一個CC和兩個DP/DM快充接口，可同時滿足PD3.1、PPS、FC, FCP, AFC, SCP, VOOC, super VOOC等多種快充協議，并于去年10月通過了GEL的PD 3.1合格性測試。
南芯為提升該芯片在實際應用中設計布局的靈活性，以及簡化外圍電路的使用，在芯片內部集成了USB PD 基帶 PHY、Type-C 檢測、雙 DPDM PHY、VBUS 放電路徑、VCONN 電源、可編程反饋補償、電壓和電流檢測、10-bit ADC、雙 10- bit DACs、NMOS 柵極驅動器、I2C 接口和保護電路等。并且豐富的電源控制接口，不僅能通過光電耦合器實現在充電過程中電流電壓的控制，還能在DC/DC應用中實現反饋控制。在芯片的開發過程中，南芯也意識到了功耗的問題，為其設計了低功耗模式，在該模式下，靜態電流可低至10μA。
目前，南芯的SC2021A已經在快充終端廠商倍思的65W氮化鎵快充設備中得到商用。
芯?？萍?/u>通用型PD 3.1快充協議控制芯片
在快充協議控制芯片中，芯?？萍荚诖饲耙餐瞥隽藘煽羁蓾M足PD 3.1應用需求的芯片，分別為CSU3AF10和CPW3301。
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CSU3AF10是一款通用型的快充協議控制芯片，片上集成2路獨立的Type-c、1路PD和4路DP/DM快充協議接口，可兼容市面上的多種快充協議。同時CSU3AF10采用的是MCU的設計架構，內置了一顆8位，主頻峰值最高可達24MHz的MCU，以及32K×16 位程序存儲器 FLASH和2KB的數據存儲器，可以通過軟件撰寫提供高便利性以及高調適性，來符合變化快速的快充市場。MCU 在工作狀態下，工作電壓為3.3V，工作電流為3.5mA，在休眠模式下靜態電流小于10μA，即使是整個Type-c模塊的休眠功耗也僅有50μA，具有低功耗的特性。
在時鐘控制部分，為保證快充在工作過程中工作頻率的穩定性，芯?？萍荚谛酒瑑炔考闪艘粋€24MHz振蕩器和一個10KHz振蕩器，其精度分別為±1%和±10%，同時還支持外接一個最高頻率為24MHz的晶振。在外設部分，該芯片預留了23個雙向I/O口，2個8位定時器和2個12位定時器，以及12位的ADC差分檢測接口和UART接口。NTC功能可以通過占用一個I/O口完成溫度測量。不過這款芯片并沒有內置開關管的驅動器，在電路開發過程中需要外置獨立的驅動器用以驅動開關管，與內置驅動的其他芯片相比，這款芯片使用起來可能會比較麻煩。
結語
PD協議輸出功率的提升。將受眾面由手機、平板開始向智能家居、筆記本、顯示器、電動單車等應用層面覆蓋。應用場景的拓寬，也促進了市場需求的增長，并帶動產業鏈上下游的發展，功率器件、協議芯片、主控芯片廠商也將會受益其中。目前市面上可滿足PD 3.1標準應用的芯片還相對較少，相信在市場需求的刺激下，將會有更多的PD 3.1解決方案被推出，為終端廠商提供一個選擇的空間。
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