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關于USB PD充電的解析和應用

MPS芯源系統 ? 來源:djl ? 2019-10-11 15:22 ? 次閱讀

快充時代啦,群雄并起,高通,MTK,OPPO都相繼推出自己的快速充電技術,各自搖旗吶喊,不亦樂乎。隨著USB PD的加入,快充戰場更是熱鬧非凡。

從技術上來說,快充就是要提高充電速度,可以通過提高充電電壓或者加大充電電流來實現。

傳統的Micro USB接口,最大電流承載能力是2A,如果不改動物理接口(即不增大電流),唯一的辦法就是提高充電電壓。

最典型的就是高通的QC快充方案。QC2.0設計了兩種方案—A類和B類。針對手機使用的A類可以提供輸出5V,9V,12V三種電壓。B類方案的輸出電壓支持到5V,9V,12V,20V四種電壓。QC3.0提供3.6V-20V, 200mV/Step的選擇,進一步細化了電壓。QC快充方案利用USB接口的D+和D-電平來識別輸入源和調整充電電壓。

關于USB PD充電的解析和應用

再如MTK的Pump Express快充協議也是通過提高充電電壓來實現快充,PE支持5V,9V和12V的電壓,PE2.0支持5V-20V,500mV/Step的選擇。和高通不同的是,PE是將協議耦合到BUS母線上,通過母線來傳輸協議,這樣擺脫了D+和D-的限制。

關于USB PD充電的解析和應用

另一種方法就是提高充電電流,典型的就是OPPO的方案 — 給Micro USB在物理結構上打補丁,增加額外的接觸針,專門來傳輸大電流,最大充電電流可以增加到4.5A。OPPO快充方案利用USB的D+和D-傳遞數字包來進行快充協議的傳輸。

OPPO的方案,需要對充電器及線纜從頭到尾進行改造,不能與現有的各類充電器及線纜兼容,不利于其推廣。USB組織再次升級接口為Type C,讓這個問題不再存在 -- Type C接口最高支持5A輸入電流,可以滿足現有手機電池的快速充電要求。

再看USB組織,早在2012年USB推廣組就推出了USB PD充電協議。搭載Type C接口的PD協議可提供10W,18W,36W,60W及100W五種規格,5V,9V,15V和20V四檔電壓,而且電壓也可以200mV/Step調節。搭載Type C接口的PD充電協議,其功率更大,電流能力更強,而且可以支持雙向充電。

關于USB PD充電的解析和應用

從理論上看,最佳的充電方案是手機內部不做充電管理,完全交給外部充電器去控制。那么,高通QC方案的局限性顯露出來,為此高通做出了很大的努力去說服USB-IF組織,試圖在Type C接口中讓QC和PD同時存在,但是很可惜,被無情的拒絕了。

在2016年的USB-IF全球開發者大會上,USB-IF組織明確說明高通QC設備無法通過其認證。既然你不兼容我,就讓我來兼容你吧,于是高通頑強的推出了QC4.0。QC4.0兼容USB PD協議,功率提升至28W,取消12V電壓檔,5V最大可輸出5.6A,9V最大可輸出3A,并且電壓檔繼續細分為20mV為一檔。

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