PD充電器硬件結(jié)構(gòu)

基于PD協(xié)議的充電器電路可以維持AC/DC部分不變，只是將QC協(xié)議控制器替換為PD控制器，比如Cypress半導(dǎo)體的CCG2(type-cControllerGeneraTIon2)。CCG2是最早通過(guò)USB-IF認(rèn)證的PD控制器之一，內(nèi)部包含ARM?Cortex?-M0處理器和完備的PD協(xié)議收發(fā)器，可以滿足充電器，主機(jī)，附件，EMAC線纜等各種支持type-c口的應(yīng)用，在蘋(píng)果，聯(lián)想，HP，Dell，小米，樂(lè)視等一線品牌客戶都有眾多的量產(chǎn)案例。

采用CCG2PD控制器和DialogAC/DC控制器的充電器電路簡(jiǎn)圖如圖2所示，CCG2通過(guò)Type-C口的CC信號(hào)和手機(jī)AP進(jìn)行PD協(xié)議溝通，然后通過(guò)PWM控制光耦將電壓和電流需求反饋到AC/DC進(jìn)行輸出調(diào)節(jié)。CCG2會(huì)通過(guò)采樣VBUS來(lái)保證PD協(xié)議狀態(tài)機(jī)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，并且根據(jù)PD狀態(tài)通過(guò)MOSFET控制VBUS的通斷。另外CCG2也可以通過(guò)D+/D-支持QC3.0協(xié)議，在同一個(gè)Type-C口上實(shí)現(xiàn)PD和QC的共存(實(shí)際工作時(shí)兩者不能同時(shí)起用，用戶可以定義優(yōu)先級(jí)和使能策略)。PD快充除了可以進(jìn)行調(diào)壓充電，還可以進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電流精調(diào)或者大電流充電甚至直充。CCG2可以使用內(nèi)部ADC進(jìn)行電壓電流采樣，進(jìn)行閉環(huán)控制和OVP/OCP/UVP保護(hù)。CCG2的保護(hù)機(jī)制是軟件控制的，因此實(shí)時(shí)性不夠，可以充當(dāng)AC/DC控制器保護(hù)的輔助或者冗余。Cypress的第三代PD控制器CCG3在精簡(jiǎn)BOM的同時(shí)，集成了內(nèi)部硬件的OCP/OVP等保護(hù)機(jī)制，提高了ADC精度，提供了最優(yōu)的大電流直充方案，已經(jīng)在多個(gè)手機(jī)客戶開(kāi)始了評(píng)估設(shè)計(jì)。

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圖1基于CypressCCG2方案的PD和QC快充協(xié)議的充電器硬件框圖

PD充電協(xié)議是什么

PD充電協(xié)議是USB-IF組織公布的功率傳輸協(xié)議，它可以使目前默認(rèn)最大功率5V/2A的type-c接口提高到100W，同時(shí)谷歌宣布Android7.0以上的手機(jī)搭載的快充協(xié)議必須支持PD協(xié)議，意在統(tǒng)一快充市場(chǎng)。

PD協(xié)議快充什么意思

USB-PowerDelivery(USBPD)是目前主流的快充協(xié)議之一。是由USB-IF組織制定的一種快速充電規(guī)范。。USBPD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。

USBPD和Type-C的關(guān)系。經(jīng)常會(huì)有人把USBPD和Type-C放在一起談，甚至就把Type-C充電器叫做PD充電器。USBPD和Type-C其實(shí)是兩碼事，USBPD是一種快速充電協(xié)議，而Type-C則是一種新的接口規(guī)范。Type-C接口默認(rèn)最大支持5V/3A，但在實(shí)現(xiàn)了USBPD協(xié)議以后，能夠使輸出功率最大支持到前文提到的100W。所以現(xiàn)在許多實(shí)用Type-C接口的設(shè)備都會(huì)支持USBPD協(xié)議。

USBPD的發(fā)展前景。USBPD現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了USBPD3.0版本。在谷歌的推動(dòng)下目USBPD已經(jīng)收編了高通的QC快充協(xié)議，并獲得了中國(guó)工信部的支持。有望在不久統(tǒng)一目前混亂的快充市場(chǎng)。

PD快充協(xié)議優(yōu)勢(shì)

PD是PowerDelivery，關(guān)注的是兩個(gè)或者多個(gè)設(shè)備，甚至是一個(gè)基于USB接口的智能電網(wǎng)的電能傳輸過(guò)程，電能傳輸可以是雙方向的，甚至是組網(wǎng)的，可以具備系統(tǒng)級(jí)供電策略。而QC是QuickCharge僅僅關(guān)注的是快速充電問(wèn)題，電能傳輸是單方向的，不具備電能組網(wǎng)能力，不支持除了供電以外的其他功能。