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PD電源適配器是什么,PD電源適配器是如何工作的?


行業(yè):電源適配器生產(chǎn)廠(chǎng)家  刷新日期:2021年06月02日  發(fā)布日期:2011年12月07日  本站網(wǎng)址:www.estateandtaxplanningblog.com

PD電源適配器

18W/45W/65W PD電源適配器和18W QC3.0快充


    PD電源適配器就是帶有PD協(xié)議的電源適配器,那什么是PD協(xié)議呢?PD全稱(chēng)Power Delivery,中文意思為電源傳輸管理.PD充電協(xié)議是USB-IF組織公布的功率傳輸協(xié)議,USB-Power Delivery可以將type-c接口提高到100W.


    USB- Power Delivery(USB PD)是主流的快充協(xié)議之一,是由USB-IF組織制定的一種快速充電規范.USB PD透過(guò)USB電纜和連接器增加電力輸送,擴展USB應用中的電纜總線(xiàn)供電能力.該規范可實(shí)現更高的電壓和電流,輸送的功率最高可達100瓦,并可以自由的改變電力的輸送方向.


    首先我們來(lái)了解下快速充電協(xié)議的發(fā)展:


    2011年8月,USB-IF發(fā)布了極具革命性意義的TYPE-C 1.0接口標準和USB PD2.0標準,創(chuàng )新性地實(shí)現了在專(zhuān)用的通信線(xiàn)CC上,進(jìn)行USB PD通信信號傳輸.


    2011年2月,USB-IF發(fā)布了USB PD3.0的重要更新,旨在一統快速充電技術(shù)規范的PPS(Programmable Power Supply),實(shí)現對高通QC4.0/3.0,聯(lián)發(fā)科PE3.0/2.0,華為/OPPO等方案的收編.


    2011年10月,iPhone8,iPhoneX發(fā)布,宣布支持PD快充協(xié)議,PD電源適配器普及步入快車(chē)道


    USB-IF推廣PD充電協(xié)議的目的是統一快速充電協(xié)議,從市場(chǎng)的變化來(lái)看,也正在朝這個(gè)方向發(fā)展,高通QC4.0協(xié)議和MTK3.0協(xié)議都采用了PD3.0的PHY層設計.不過(guò)可以預見(jiàn),從多協(xié)議并存到統一至少還需要一段時(shí)間,在此期間,多協(xié)議仍然是配件市場(chǎng)的發(fā)展主流,而在眾 多協(xié)議之中,PD協(xié)議將會(huì )是客戶(hù)的硬性指標.


    目前市面上PD電源主要有硬件SOC,軟件SOC,MCU+DC-DC三種架構:

 

PD


    軟件SoC架構是把MCU和DC-DC集成在同一顆SoC芯片上,既滿(mǎn)足靈活性的需求,也有集成度高,外圍器件少的特點(diǎn).但MCU和DC-DC兩種技術(shù)的發(fā)展路線(xiàn)完全不同,工藝差異也很大,要在同一顆芯片上集成MCU和DC-DC,做到高可靠性難度非常大.目前,還沒(méi)有特別成熟穩定 的軟件SOC PD芯片.因此,建議謹慎選用軟件SOC的架構的PD電源適配器方案.


   硬件SOC架構把PD協(xié)議固化成硬件,具有成本低,開(kāi)發(fā)速度快的特點(diǎn).很多人認為在不追求功能多樣化的情況下,硬件SOC是最好的選擇,這往往是他們忽略了PD協(xié)議的發(fā)展過(guò)程以及PD協(xié)議的完整性.PD協(xié)議的完整性,在于提供了電能和數據,音視頻傳輸的完整協(xié)議框架 ,同時(shí)又留有VDM,即自定義數據包功能,讓企業(yè)可以進(jìn)行私有協(xié)議處理,以及電池管理,固件升級,私有加密等,所以各家產(chǎn)品依然有協(xié)議的“私有”成份存在,未完全統一.因此,即便你的產(chǎn)品過(guò)了認證,也未必能兼容市面上的所有設備.也許有人會(huì )說(shuō),我的產(chǎn)品已 經(jīng)獲得了USB-IF的認可,不兼容那是設備的問(wèn)題,不是我產(chǎn)品的問(wèn)題.然而,終端用戶(hù)并不會(huì )考慮你的產(chǎn)品認證不認證,只會(huì )看你的產(chǎn)品能不能給自己的終端進(jìn)行充電.所以從PD協(xié)議的發(fā)展過(guò)程以及完整性考慮,目前并不推薦選用硬件SOC設計PD電源適配器產(chǎn)品.


    目前看來(lái),PD產(chǎn)品的成熟周期至少需要2-3年時(shí)間,在此之前,PD協(xié)議的靈活性對于產(chǎn)品的兼容性尤為重要,而能夠同時(shí)兼顧可靠性與兼容性的架構正是MCU+DC-DC架構.目前市面上的一線(xiàn)主流PD半導體廠(chǎng)商,如賽普拉斯,TI,芯??萍嫉?皆是采用MCU+DC-DC的架構.

 

 

PD

 

 

    相對于其它的架構,MCU+DC-DC架構主要特點(diǎn)是:


    MCU性能強大,協(xié)議全,升級空間大


    MCU+DC-DC架構都會(huì )選用性能強大的MCU作為主體,以芯??萍嫉腟mart PD MCU CSS32G020為例,選用ARM? Cortex-M0內核,支持PD3.0 PPS等各種常用的快充協(xié)議.芯片集成多種協(xié)議PHY層,通訊內容可通過(guò)軟件進(jìn)行升級,可以適應市面上的多種手機的快速充電需求.


    對于目前的PD電源適配器一般都是兩種接口存在,USB A接口與USB C接口.從功能定義角度出發(fā),對于PD電源適配器核心功能是PD快充.


    進(jìn)入快充時(shí)代,電源適配器的定義再也不會(huì )像傳統電源適配器那樣功能單一,不同的客戶(hù)對于多口控制的邏輯需求會(huì )不一樣,另外還有顯示方式,報警方式,控制方式都會(huì )有不同的需求.而對于功能定制化,恰恰是MCU的傳統強項,可以支援到客戶(hù)的多樣化需求.


    傳統的電源產(chǎn)品,如果因為兼容性,協(xié)議升級,客戶(hù)修改變更等問(wèn)題,需要升級固件,只能回收-拆殼-重新燒寫(xiě)固件,成本非常高.PD3.0 V1.1定義了固件升級功能的規范,就是為了解決這個(gè)問(wèn)題,是PD3.0對PD2.0的一個(gè)重大升級.由于PD協(xié)議具有發(fā)展速度快和允許私 有化的特性,固件升級的需求會(huì )更多.


    芯海對于固件升級采取的方案是:通過(guò)TYPE-C接口升級固件.如果遇到需要升級固件的情況,無(wú)需拆機,把產(chǎn)品通過(guò)數據線(xiàn)連接到PC就可實(shí)現升級,這是硬件SOC架構所無(wú)法比擬的.


    開(kāi)發(fā)成本高,一直是MCU+DC-DC方案的痛點(diǎn).特別是PD協(xié)議動(dòng)輒上百頁(yè)的英文資料,對軟件工程師是一個(gè)很大的挑戰.為了解決客戶(hù)的這個(gè)痛點(diǎn),芯??萍紝?zhuān)門(mén)推出了Smart PD圖形化開(kāi)發(fā)工具.用戶(hù)無(wú)需了解PD規格的細節,也不用學(xué)習軟件開(kāi)發(fā),只做簡(jiǎn)單的勾選配置,就 可以完成PD電源適配器的軟件開(kāi)發(fā).可以設置的內容包括PDO,RDO,VDM,企業(yè)專(zhuān)用VID,PID,TID等信息,以及電源適配器的各項參數,譬如:過(guò)流值,過(guò)壓值,溫度保護參數,電池內阻參數,顯示方式等.


    從PD協(xié)議的發(fā)展過(guò)程以及完整性考慮,最適合PD電源適配器設計的架構是MCU+DC-DC架構.在PD協(xié)議完全統一快充之前,支持固件升級,配合圖形化開(kāi)發(fā)工具,是開(kāi)發(fā)PD電源適配器的最佳選擇.


    PD擴展來(lái)就是power delivery,也就是快速充電技術(shù),網(wǎng)上所說(shuō)的PD電源,PD電源適配器,type-c充電器,快充電源其實(shí)大多說(shuō)都是一個(gè)意思.但是PD電源適配器又遠遠不止快速充電那么簡(jiǎn)單,除了具有充電快的特點(diǎn)以外,他還具備傳統電源適配器不具備的一些其他優(yōu)勢 .具有PD功能的Type-C 能讓充電變得無(wú)處不在.比如,你可以用同一個(gè)充電器,去給電腦,手機,電源適配器充電; 你也可以讓手機,平板,筆記本電腦相互分享電.分享電時(shí)你可以改變供電的方向等.根據PD充電協(xié)議發(fā)展,將來(lái)你可以把車(chē)載蓄電池,電動(dòng)車(chē)的鋰電池 ,以及便攜式設備的鋰電池都當做充電寶,為你手機充電,提供應急之需.簡(jiǎn)而言之PD電源可以讓做到電源共享,你更加便捷的的獲得電源.帶pd的電源PD3.0快充協(xié)議,支持PPS,QC3.0/4.0,自動(dòng)識別6種電壓.


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