新規(guī)發(fā)布一年，PD 3.1快充芯片盤點
電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）PD 3.1快充標準的發(fā)布，對于充電行業(yè)而言是一次里程碑的升級，突破了長期以來的100W限制，實了現(xiàn)240W的翻倍式增長，同時輸出電壓也實現(xiàn)了最高48V的覆蓋，可滿足消費類、工業(yè)類等多領(lǐng)域產(chǎn)品的應(yīng)用，使得快充市場得到進一步擴大。
從去年月至今，距離PD 3.1快充標準的發(fā)布已經(jīng)過去一年多的時間，在這新規(guī)發(fā)布的一年多時間里，不少產(chǎn)業(yè)鏈上游的芯片廠商也陸續(xù)推出了一系列可滿足新一代標準的快充芯片，卡位終端市場搶占先機。
據(jù)電子發(fā)燒友網(wǎng)觀察，目前英飛凌、南芯、英集芯、芯?？萍?/u>、慧能泰、天德鈺、水芯電子、偉詮電子等企業(yè)在PD 3.1快充領(lǐng)域，已實現(xiàn)相關(guān)配套芯片的量產(chǎn)及商用。
英飛凌首發(fā)、商用雙第一
英飛凌作為功率半導體領(lǐng)域的頭部企業(yè)，在PD 3.1協(xié)議發(fā)布后的兩個月，便推出了全球首款支持PD 3.1協(xié)議的控制器芯片PMG1-S3。據(jù)悉PMG1-S3內(nèi)置了可提供額外控制功能的MCU處理器，同時最高支持28V/5A 140W功率輸出，適用于充電器、筆記本電腦、電動工具等應(yīng)用場景。
同年10月，蘋果率先向市場推出了全球首款支持PD 3.1協(xié)議的快充適配器，經(jīng)電子發(fā)燒友網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn)，蘋果首款PD 3.1快充電源適配器的協(xié)議控制芯片來自英飛凌的產(chǎn)品，不過并不是英飛凌此前發(fā)布的PMG1-S3，而是一顆絲印為CYPD3135的定制型芯片，該芯片也成為了全球首顆實現(xiàn)商用的PD 3.1協(xié)議控制芯片。據(jù)蘋果官網(wǎng)顯示，使用了這顆芯片的電源適配器最高140W輸出。
南芯A+C雙口快充協(xié)議控制芯片
今年年初，在手機快充市場尤其是電荷泵芯片細分領(lǐng)域小有成就的國內(nèi)廠商南芯，推出了全新一代PD 3.1快充解決方案SC2021A。該方案主要針對多口快充市場，支持單芯片A+C雙口輸出，滿足A to C線纜或者C to C 線纜的兼容。
據(jù)數(shù)據(jù)手冊顯示，該芯片最高耐壓值為26V，支持最高24V/5A輸出，可同時滿足PD3.1、PPS、FC, FCP, AFC, SCP, VOOC, super VOOC等多種快充協(xié)議，于去年10月通過了GEL的PD 3.1合格性測試。目前已經(jīng)向下游產(chǎn)商供貨，并在倍思CCGAN65C3 65W氮化鎵快充中得到實現(xiàn)商用。
從電源適配器到線纜全面覆蓋的英集芯
受電設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)快充，這不僅僅是靠電源設(shè)配器功率大小決定的，還需要對受電設(shè)備以及電源傳輸線纜進行適配，三者關(guān)系相輔相成、缺一不可。PD 3.1快充也是如此，在整個充電過程中，電源適配器不僅需要使用PD 3.1協(xié)議控制芯片，在電源傳輸?shù)木€纜上還需使用與之匹配的E-mark芯片，讀取該電纜的電源傳輸能力、數(shù)據(jù)傳輸能力、ID等信息，完成二者之間的協(xié)議互認，調(diào)節(jié)輸出功率。
在這一領(lǐng)域英集芯先后推出了IP2736和IP2738兩款協(xié)議芯片，以及IP2133 E-Marker芯片，其中IP2736和IP2738兩款芯片可實現(xiàn)18W至140W的功率覆蓋，并且這兩款芯片均支持PWM、I2C、光耦控制等多種電壓調(diào)整方式。同時為助力大功率電源開發(fā)，英集芯還推出了PD3.1 EPR28V解決方案，該方案由經(jīng)典的LLC電源架構(gòu)，配合英集芯的IP2736協(xié)議芯片及IP6550同步降壓控制器構(gòu)成，可滿足最高140W單C口的應(yīng)用需求。
芯?？萍?/strong>
芯海科技作為國內(nèi)首批推出USB PD快充協(xié)議芯片的芯片原廠，在PD快充領(lǐng)域不僅有著豐富的經(jīng)驗技術(shù)積累，還有著不俗的成績。2015年芯?？萍纪瞥鍪卓頟D主控芯片，并完成產(chǎn)品的初步布局。2018年CS32G020通過USB-IF協(xié)會USB PD3.0雙向認證，在CS32G020的基礎(chǔ)上，還針對不同應(yīng)用領(lǐng)域進行了延伸，推出多款專用型PD快充芯片。
圖源：芯?？萍脊倬W(wǎng)
截至目前，芯海科技先后推出了CS32G051和CSU3AF10兩款PD 3.1快充控制芯片，實現(xiàn)PC、筆電到移動電源、儲能電源、車載充等多領(lǐng)域覆蓋。不同于國內(nèi)大多數(shù)廠商的是，芯?？萍既礟D快充芯片均內(nèi)置MCU架構(gòu)與私有協(xié)議PHY，不僅有利于功能的拓展，還可以通過軟件對芯片PD協(xié)議進行升級。
慧能泰
慧能泰作為我國唯一參加PD 3.1標準制定的芯片廠商，在供電端、受電端 、供電線纜等三個細分領(lǐng)域均有不同程度的布局。
目前，慧能泰已經(jīng)推出HUSB311和HUSB362兩款PD 3.1協(xié)議控制芯片，以及兩款可應(yīng)用于PD 3.1協(xié)議線纜的E-Marker芯片HUSB332B和HUSB332C。
其中，HUSB311和HUSB362同時兼容QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、UFCS等多種快充協(xié)議，在PD 3.1協(xié)議模式下可滿足28V/5A 140W的供、取電需求。并且，這兩款芯片均集成了有利于簡化電源電路設(shè)計的E-Marker檢測功能。
HUSB332B為慧能泰首款支持PD 3.1協(xié)議的E-Marker芯片，也是業(yè)內(nèi)首顆通過USB-IF PD 3.1認證的芯片。HUSB332C為上月底發(fā)布的新品，該芯片集成了OTP過溫保護系統(tǒng)，可通過E-Marker芯片自帶的溫度檢測功能，實現(xiàn)USB-C線纜的過溫保護，避免線纜過熱造成受電設(shè)備的損壞或火災(zāi)的發(fā)生。并且，這兩款芯片均支持最高240W的充電功率。
小編在進行資料收集過程中發(fā)現(xiàn)，慧能泰的HUSB332A E-Marker芯片也能夠承受PD 3.1最高240W的充電功率，但并未檢索到該芯片與PD 3.1標準之間的相關(guān)認證信息。
天德鈺
隨著終端市場對充電速率要求的不斷提高，快充市場得以快速發(fā)展，天德鈺也憑借著出色的科研實力，在快充領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。據(jù)官方數(shù)據(jù)顯示，僅從2018至2021年，天德鈺快充協(xié)議芯片累計出貨量高達4.05億顆，并不斷跟隨市場的增長，豐富快充配套產(chǎn)品。
在PD 3.1快充領(lǐng)域，天德鈺于去年年對推出了首顆PD 3.1快充協(xié)議芯片JD6622。其中，JD6622采用基于ARM架構(gòu)的Cortex-M0+處理器，內(nèi)置64k Flash和8k SRAM，同時兼容UFCS、PD 3.1等多種快充協(xié)議。
據(jù)介紹，JD6622可應(yīng)用于最高輸出功率為140W的PD 3.1快充應(yīng)用，能夠通過智能調(diào)配系統(tǒng)，合理調(diào)節(jié)輸出受電端所需功率，實現(xiàn)單芯多口輸出，滿足多口應(yīng)用需求。
偉詮電子高壓工藝 PD 3.1 協(xié)議芯片
今年7月，在安克創(chuàng)新的新品發(fā)布會上，偉詮電子聯(lián)合安克正式推出WT6676F PD 3.1協(xié)議芯片。
圖源：WT6676F數(shù)據(jù)手冊
WT6676F為業(yè)內(nèi)首顆采用高壓工藝的PD 3.1協(xié)議芯片，耐壓值高達50V，支持3.3V至45V的寬壓工作環(huán)境，滿足PD 3.1 SPR&EPR 36V規(guī)范需求，以及最高140W功率輸出。適用于電源適配器、墻壁充電器、車載充電器、電源板等應(yīng)用設(shè)計。同時兼容QC 4.0、QC 4.0+、BC 1.2以及PPS等多種快充協(xié)議，現(xiàn)已在Anker 140W充電器中實現(xiàn)商用。
水芯電子高端大功率電源芯片
致力于模擬電源芯片數(shù)字化的水芯電子，在今年5月底在深圳舉辦的2022水芯數(shù)字電源芯片新品發(fā)布會上，專門針對大功率數(shù)字電源芯片、移動電源芯片、快充協(xié)議芯片、車充芯片四大領(lǐng)域，推出了4款快充協(xié)議芯片。
圖源：水芯電子官網(wǎng)
據(jù)水芯電子官網(wǎng)顯示，M12369 是一款面向大功率快充應(yīng)用的電源管理SOC，集成了3路獨立降壓轉(zhuǎn)換器，最高放電效率可達98.6%，可同時支持多口輸出。M12121 是一款支持 PD3.1 的單口全兼容快充協(xié)議IC。M12359是一款面向大功率快充應(yīng)用的電源管理SOC，內(nèi)置雙路獨立降壓轉(zhuǎn)換器最高放電效率為98.6%，支持多口輸出。M12349 是一款面向大功率車充應(yīng)用的電源管理SOC，內(nèi)部集成了升降壓轉(zhuǎn)換器（開關(guān)頻率為350KHz），及一個三位數(shù)碼管顯示驅(qū)動。芯片最高放電效率達98%，同時支持 C+C 的獨立雙口大功率車充解決方案的擴展。
上述4款芯片均支持PD3.1、QC4.0+、QC3.0、QC2.0、SCP、FCP、AFC 等全部主流快充協(xié)議，最高輸出功率可達140W。
結(jié)語
PD 3.1標準的發(fā)布使得充電功率得到了飛躍式的提升，并進一步擴大受眾領(lǐng)域，有利于加速充電標準與接口的統(tǒng)一，市場前景廣闊。
從去年月至今，距離PD 3.1快充標準的發(fā)布已經(jīng)過去一年多的時間，在這新規(guī)發(fā)布的一年多時間里，不少產(chǎn)業(yè)鏈上游的芯片廠商也陸續(xù)推出了一系列可滿足新一代標準的快充芯片，卡位終端市場搶占先機。
據(jù)電子發(fā)燒友網(wǎng)觀察，目前英飛凌、南芯、英集芯、芯?？萍?/u>、慧能泰、天德鈺、水芯電子、偉詮電子等企業(yè)在PD 3.1快充領(lǐng)域，已實現(xiàn)相關(guān)配套芯片的量產(chǎn)及商用。
英飛凌首發(fā)、商用雙第一
英飛凌作為功率半導體領(lǐng)域的頭部企業(yè)，在PD 3.1協(xié)議發(fā)布后的兩個月，便推出了全球首款支持PD 3.1協(xié)議的控制器芯片PMG1-S3。據(jù)悉PMG1-S3內(nèi)置了可提供額外控制功能的MCU處理器，同時最高支持28V/5A 140W功率輸出，適用于充電器、筆記本電腦、電動工具等應(yīng)用場景。
同年10月，蘋果率先向市場推出了全球首款支持PD 3.1協(xié)議的快充適配器，經(jīng)電子發(fā)燒友網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn)，蘋果首款PD 3.1快充電源適配器的協(xié)議控制芯片來自英飛凌的產(chǎn)品，不過并不是英飛凌此前發(fā)布的PMG1-S3，而是一顆絲印為CYPD3135的定制型芯片，該芯片也成為了全球首顆實現(xiàn)商用的PD 3.1協(xié)議控制芯片。據(jù)蘋果官網(wǎng)顯示，使用了這顆芯片的電源適配器最高140W輸出。
南芯A+C雙口快充協(xié)議控制芯片
今年年初，在手機快充市場尤其是電荷泵芯片細分領(lǐng)域小有成就的國內(nèi)廠商南芯，推出了全新一代PD 3.1快充解決方案SC2021A。該方案主要針對多口快充市場，支持單芯片A+C雙口輸出，滿足A to C線纜或者C to C 線纜的兼容。
據(jù)數(shù)據(jù)手冊顯示，該芯片最高耐壓值為26V，支持最高24V/5A輸出，可同時滿足PD3.1、PPS、FC, FCP, AFC, SCP, VOOC, super VOOC等多種快充協(xié)議，于去年10月通過了GEL的PD 3.1合格性測試。目前已經(jīng)向下游產(chǎn)商供貨，并在倍思CCGAN65C3 65W氮化鎵快充中得到實現(xiàn)商用。
從電源適配器到線纜全面覆蓋的英集芯
受電設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)快充，這不僅僅是靠電源設(shè)配器功率大小決定的，還需要對受電設(shè)備以及電源傳輸線纜進行適配，三者關(guān)系相輔相成、缺一不可。PD 3.1快充也是如此，在整個充電過程中，電源適配器不僅需要使用PD 3.1協(xié)議控制芯片，在電源傳輸?shù)木€纜上還需使用與之匹配的E-mark芯片，讀取該電纜的電源傳輸能力、數(shù)據(jù)傳輸能力、ID等信息，完成二者之間的協(xié)議互認，調(diào)節(jié)輸出功率。
在這一領(lǐng)域英集芯先后推出了IP2736和IP2738兩款協(xié)議芯片，以及IP2133 E-Marker芯片，其中IP2736和IP2738兩款芯片可實現(xiàn)18W至140W的功率覆蓋，并且這兩款芯片均支持PWM、I2C、光耦控制等多種電壓調(diào)整方式。同時為助力大功率電源開發(fā)，英集芯還推出了PD3.1 EPR28V解決方案，該方案由經(jīng)典的LLC電源架構(gòu)，配合英集芯的IP2736協(xié)議芯片及IP6550同步降壓控制器構(gòu)成，可滿足最高140W單C口的應(yīng)用需求。
芯?？萍?/strong>
芯海科技作為國內(nèi)首批推出USB PD快充協(xié)議芯片的芯片原廠，在PD快充領(lǐng)域不僅有著豐富的經(jīng)驗技術(shù)積累，還有著不俗的成績。2015年芯?？萍纪瞥鍪卓頟D主控芯片，并完成產(chǎn)品的初步布局。2018年CS32G020通過USB-IF協(xié)會USB PD3.0雙向認證，在CS32G020的基礎(chǔ)上，還針對不同應(yīng)用領(lǐng)域進行了延伸，推出多款專用型PD快充芯片。
圖源：芯?？萍脊倬W(wǎng)
截至目前，芯海科技先后推出了CS32G051和CSU3AF10兩款PD 3.1快充控制芯片，實現(xiàn)PC、筆電到移動電源、儲能電源、車載充等多領(lǐng)域覆蓋。不同于國內(nèi)大多數(shù)廠商的是，芯?？萍既礟D快充芯片均內(nèi)置MCU架構(gòu)與私有協(xié)議PHY，不僅有利于功能的拓展，還可以通過軟件對芯片PD協(xié)議進行升級。
慧能泰
慧能泰作為我國唯一參加PD 3.1標準制定的芯片廠商，在供電端、受電端 、供電線纜等三個細分領(lǐng)域均有不同程度的布局。
目前，慧能泰已經(jīng)推出HUSB311和HUSB362兩款PD 3.1協(xié)議控制芯片，以及兩款可應(yīng)用于PD 3.1協(xié)議線纜的E-Marker芯片HUSB332B和HUSB332C。
其中，HUSB311和HUSB362同時兼容QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、UFCS等多種快充協(xié)議，在PD 3.1協(xié)議模式下可滿足28V/5A 140W的供、取電需求。并且，這兩款芯片均集成了有利于簡化電源電路設(shè)計的E-Marker檢測功能。
HUSB332B為慧能泰首款支持PD 3.1協(xié)議的E-Marker芯片，也是業(yè)內(nèi)首顆通過USB-IF PD 3.1認證的芯片。HUSB332C為上月底發(fā)布的新品，該芯片集成了OTP過溫保護系統(tǒng)，可通過E-Marker芯片自帶的溫度檢測功能，實現(xiàn)USB-C線纜的過溫保護，避免線纜過熱造成受電設(shè)備的損壞或火災(zāi)的發(fā)生。并且，這兩款芯片均支持最高240W的充電功率。
小編在進行資料收集過程中發(fā)現(xiàn)，慧能泰的HUSB332A E-Marker芯片也能夠承受PD 3.1最高240W的充電功率，但并未檢索到該芯片與PD 3.1標準之間的相關(guān)認證信息。
天德鈺
隨著終端市場對充電速率要求的不斷提高，快充市場得以快速發(fā)展，天德鈺也憑借著出色的科研實力，在快充領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。據(jù)官方數(shù)據(jù)顯示，僅從2018至2021年，天德鈺快充協(xié)議芯片累計出貨量高達4.05億顆，并不斷跟隨市場的增長，豐富快充配套產(chǎn)品。
在PD 3.1快充領(lǐng)域，天德鈺于去年年對推出了首顆PD 3.1快充協(xié)議芯片JD6622。其中，JD6622采用基于ARM架構(gòu)的Cortex-M0+處理器，內(nèi)置64k Flash和8k SRAM，同時兼容UFCS、PD 3.1等多種快充協(xié)議。
據(jù)介紹，JD6622可應(yīng)用于最高輸出功率為140W的PD 3.1快充應(yīng)用，能夠通過智能調(diào)配系統(tǒng)，合理調(diào)節(jié)輸出受電端所需功率，實現(xiàn)單芯多口輸出，滿足多口應(yīng)用需求。
偉詮電子高壓工藝 PD 3.1 協(xié)議芯片
今年7月，在安克創(chuàng)新的新品發(fā)布會上，偉詮電子聯(lián)合安克正式推出WT6676F PD 3.1協(xié)議芯片。
圖源：WT6676F數(shù)據(jù)手冊
WT6676F為業(yè)內(nèi)首顆采用高壓工藝的PD 3.1協(xié)議芯片，耐壓值高達50V，支持3.3V至45V的寬壓工作環(huán)境，滿足PD 3.1 SPR&EPR 36V規(guī)范需求，以及最高140W功率輸出。適用于電源適配器、墻壁充電器、車載充電器、電源板等應(yīng)用設(shè)計。同時兼容QC 4.0、QC 4.0+、BC 1.2以及PPS等多種快充協(xié)議，現(xiàn)已在Anker 140W充電器中實現(xiàn)商用。
水芯電子高端大功率電源芯片
致力于模擬電源芯片數(shù)字化的水芯電子，在今年5月底在深圳舉辦的2022水芯數(shù)字電源芯片新品發(fā)布會上，專門針對大功率數(shù)字電源芯片、移動電源芯片、快充協(xié)議芯片、車充芯片四大領(lǐng)域，推出了4款快充協(xié)議芯片。
圖源：水芯電子官網(wǎng)
據(jù)水芯電子官網(wǎng)顯示，M12369 是一款面向大功率快充應(yīng)用的電源管理SOC，集成了3路獨立降壓轉(zhuǎn)換器，最高放電效率可達98.6%，可同時支持多口輸出。M12121 是一款支持 PD3.1 的單口全兼容快充協(xié)議IC。M12359是一款面向大功率快充應(yīng)用的電源管理SOC，內(nèi)置雙路獨立降壓轉(zhuǎn)換器最高放電效率為98.6%，支持多口輸出。M12349 是一款面向大功率車充應(yīng)用的電源管理SOC，內(nèi)部集成了升降壓轉(zhuǎn)換器（開關(guān)頻率為350KHz），及一個三位數(shù)碼管顯示驅(qū)動。芯片最高放電效率達98%，同時支持 C+C 的獨立雙口大功率車充解決方案的擴展。
上述4款芯片均支持PD3.1、QC4.0+、QC3.0、QC2.0、SCP、FCP、AFC 等全部主流快充協(xié)議，最高輸出功率可達140W。
結(jié)語
PD 3.1標準的發(fā)布使得充電功率得到了飛躍式的提升，并進一步擴大受眾領(lǐng)域，有利于加速充電標準與接口的統(tǒng)一，市場前景廣闊。
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