電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/章鷹）近期，在蘋果推出新款 MacBook Pro 時(shí)，該公司還推出了一款全新的140W USB-C 充電器，該充電器隨附在 16 英寸機(jī)型的包裝盒中。Apple的140W充電器是該公司第一個(gè)使用氮化鎵 (GaN) 制造的充電器。

海外媒體拆解顯示，蘋果這款充電器使用 USB-C PD 3.1 標(biāo)準(zhǔn)，可提供高達(dá)240W的功率。這也是蘋果首款采用GaN的電源適配器。這個(gè)充電器單獨(dú)售價(jià) 99 美元（不包括 USB-C-to-MagSafe 電纜，額外收費(fèi)49美元）。Macbook Pro 2021機(jī)身上設(shè)置了三個(gè)全功能雷電4接口，物理形態(tài)為USB-C，三個(gè)接口均支持40Gbps數(shù)據(jù)傳輸、6K@60Hz視頻傳輸。

USB-C PD 3.1標(biāo)準(zhǔn)有哪些更新？

繼USBPD3.0之后，2021年5月USB-IF在Power delivery加入新的規(guī)格，并且發(fā)表PD3.1規(guī)范。新的規(guī)范中加入EPR功能，擴(kuò)展PD3.0供電瓦數(shù)100W的限制，增加到240W（48V 5A），最大支持48V的電壓輸出，并且在文件中對(duì)其供電要求與行為進(jìn)行定義。

圖：PD快充應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。電子發(fā)燒友拍攝

USB PD 3.1快充規(guī)范將功率分為標(biāo)準(zhǔn)功率范圍（SFR）和擴(kuò)展功率范圍（EPR）。市場(chǎng)上主流的USB PD 3.0 PPS快充標(biāo)準(zhǔn)不變，最大充電功率100W，而新增加28V、36V、48V三個(gè)電壓屬于拓展功率范圍，三個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的最大輸出電流均為5A，輸出功率最大可以達(dá)到240W。

USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)還在拓展功率范圍增加三組可調(diào)整電壓檔位，簡(jiǎn)稱AVS，分別為AVS APDO 15V~28V5A、15V~36V5A、15V~48V5A。AVS最小調(diào)壓步進(jìn)是0.1V，并且繼續(xù)沿用基于PDP的恒功率限制模式。

USB PD 3.1通過(guò)擴(kuò)展電壓至48V，電流5A不變，可提供最大240W的充電功率，這幾乎覆蓋了所有高性能獨(dú)顯游戲本、移動(dòng)工作站以及部分臺(tái)式機(jī)供電，USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)除了能夠滿足除了手機(jī)、平板、輕薄型筆電等產(chǎn)品之外，還能應(yīng)用在電動(dòng)工具、安防領(lǐng)域 POE 供電、兩輪電動(dòng)車、IOT 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等領(lǐng)域，市場(chǎng)容量大大增加。

以游戲本、顯示器這類設(shè)備，大部分充電電壓都在20V以下，在應(yīng)用USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，只需要在電腦輸入端增加一個(gè)降壓電路即可滿足100W以上大功率充電的要求。另外，對(duì)于電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、工業(yè)電源這類多串鋰離子電池設(shè)備或者需要高電壓供電的設(shè)備來(lái)說(shuō)，由于多串電池組的高電壓特性，可以直接通過(guò)USB PD3.1的拓展功率范圍的電壓與之適配。

Power Integrations產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Chris Lee對(duì)媒體表示，USB PD 3.1 快充標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，直接受益的市場(chǎng)包括了電動(dòng)工具， 電動(dòng)自行車，無(wú)線充電以及其他5-10節(jié)鋰電池的應(yīng)用場(chǎng)合。在USB PD 3.0 100W的限制下，大功率的充電器無(wú)法受惠。現(xiàn)在功率提升至240W，這意味著現(xiàn)行桌上型或者大體積的大功率充電器可以直接由便攜性的適配器來(lái)取代，這是一個(gè)嶄新的機(jī)會(huì)，有助于激勵(lì)市場(chǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化或是更新。

市場(chǎng)上推出的多款集成PD3.0和PD3.1方案

深圳寶礫微電子有限公司市場(chǎng)總監(jiān)肖祥富對(duì)記者表示：目前，我們看到研發(fā)工程師在設(shè)計(jì)PD快充方案，遇到三個(gè)棘手的問(wèn)題。一、現(xiàn)在的PD方案結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，外圍器件比較多，所以快充的體積尺寸沒有辦法做到更小；二、協(xié)議兼容性。客戶終端多樣性，一般都有很多種的快充協(xié)議，現(xiàn)在市場(chǎng)主流的PD協(xié)議，無(wú)法滿足所有的需求，PD快充方案的兼容性比較頭痛；三、溫升和EMI。在整個(gè)快充方案設(shè)計(jì)中，溫升和EMI占用設(shè)計(jì)的大量時(shí)間。

圖：PL6200方案。電子發(fā)燒友拍攝

為了解決以上問(wèn)題，寶礫微推出了超高集成度Soc方案PL6200。這顆產(chǎn)品可以同時(shí)支持1C+2A+MicroB+Lighting多USB口，可以同時(shí)兼容PD2.0、PD3.0、QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、SCP等快充協(xié)議。支持1-6串電池充電管理，采用COT控制架構(gòu)，自帶抖頻功能，有利于EMI性能。

“在DC－DC內(nèi)部集成了PD3.0方案，我們只做一部分，數(shù)字傳送通過(guò)外面的MCU完成，這時(shí)候只需要一顆帶有IFC功能的簡(jiǎn)單MCU就可以實(shí)現(xiàn)整體PD功能。” 肖祥富分析說(shuō)，“這是今年推出了PD Soc快充方案，可以支持最多支持5個(gè)USB口的快充協(xié)議。”

圖：PL6200芯片-雙向Type-C PD方案 電子發(fā)燒友拍攝

之前，寶礫微電子推出的PL5500芯片只支持鋰電池充電，現(xiàn)在碰到的儲(chǔ)能電源或其他電源用到磷酸鐵鋰，我們沒有辦法去做充電管理，必須要配合外面的其他的器件來(lái)完成。但是PL6200方案的出現(xiàn)改變了這種情況，PL6200方案可以配合3V到4.5V的電池管理，外部設(shè)置支持多少的電子電壓，可以隨意配置。采用升降壓結(jié)構(gòu)，這種模式抗干擾能力強(qiáng)，滿足大功率應(yīng)用，最高做到200W。

肖祥富展示了PL6200芯片和集成方案的三種典型應(yīng)用。這款產(chǎn)品的成功案例包括：一、3串電池PD65W移動(dòng)電源；二、寶礫微做了2A+C的共享充電寶應(yīng)用方案，2串電池PD45W共享充電寶，支持PD3.0，QC3.0，AFC等快充協(xié)議，可以滿足EMI及PPS認(rèn)證要求；三、寶礫微集成PL6200芯片設(shè)計(jì)的雙向TYPE－CPD方案還展示了筋膜槍應(yīng)用和儲(chǔ)能電源應(yīng)用。以儲(chǔ)能電源方案為例，這是一個(gè)28V、5A和140W的方案，儲(chǔ)能電源多了幾個(gè)MOSFET管，因?yàn)楣β蚀螅紤]散熱和電流問(wèn)題，多放置幾個(gè)MOSFET管，就可以實(shí)現(xiàn)更高功率。目前客戶對(duì)這個(gè)方案反饋非常好。

威鋒電子大中華區(qū)技術(shù)支持部資深技術(shù)工程經(jīng)理張輝分享公司在USB PD3.1領(lǐng)域的最新信息。USB-IF協(xié)會(huì)更新了EPR標(biāo)準(zhǔn)，支持48V最高電壓，充電功率最大到240W。威鋒電子推出了VL153 E-marker芯片，支持PD3.1標(biāo)準(zhǔn)，支持USB4，支持Thunder Cable VDO，其電力傳輸能力為20V5A 100W，數(shù)據(jù)傳輸能力為USB4 Gen3（40Gbps）。

圖：威鋒電子VL153 E-marker芯片。電子發(fā)燒友拍攝

據(jù)悉，威鋒電子在9月中旬還推出全球第一顆USB4終端裝置控制芯片VL830，自此多個(gè)數(shù)據(jù)和顯示協(xié)議可以共享一條高速鏈接通道，且支持最高到40Gbps的傳輸速率。在 Thunderbolt 4 或 USB4 架構(gòu)之下，VL830 可同時(shí)提供 USB 及 DisplayPort 傳輸?shù)娜苓\(yùn)行，且向后兼容 USB Type-C 架構(gòu)的 DP 替代模式 (DisplayPort Alternate Mode) 裝置，包括支持該模式的筆記本電腦、平板或智能型手機(jī)。

原文標(biāo)題：USB PD3.1帶動(dòng)PD快充技術(shù)重大革新！蘋果140W氮化鎵充電器帶火的市場(chǎng)，最新進(jìn)展到哪里了？

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