前言
國家市場監管總局已經發布公告,從2025年11月1日起,電動自行車用鋰離子蓄電池和電動自行車用充電器必須經過CCC認證並標註CCC認證標誌後,方可出廠、銷售、進口或在其他經營活動中使用。實施CCC認證是為了加強電動自行車的質量安全監管,確保產品符合電氣安全、機械安全、環境安全、耐熱阻燃、互認協同充電等強制性國家標準的要求。
USB PD 3.1標準是USB Power Delivery的最新版本,它為USB連接提供了更高的功率傳輸能力和更靈活的電源管理功能。相比之前的USB標準,USB PD 3.1支持更高達240W的功率傳輸,使其能夠滿足更多設備的電力需求,包括筆記本電腦、顯示器、充電寶等。
USB PD 3.1的最高電壓檔位就是支持48V的電壓檔,通過提供48V電壓,系統可以在更低的電流下傳輸相同的功率,從而減小電阻損耗,提高功率傳輸的效率。高壓應用晶片是在支持USB PD 3.1標準的基礎上設計的,它們能夠穩定地提供和管理48V電壓,是支持更高功率需求的設備提供電力傳輸解決方案的關鍵組成部分,它們在提供高效能量傳輸的同時,保證了系統的可靠性和安全性。
48V高壓快充協議晶片
排名不分先後,按企業英文首字母順序排序.
Hynetek慧能泰
慧能泰HUSB238A
HUSB238A 是一款高集成度的獨立 USB-C 和PD受電端晶片,該控制器集成了 CC 邏輯、USB PD 協議以及傳統通信協議,支持Type-C V2.1 & USB PD3.1標準、PPS 20mV和AVS 200mV調壓,傳輸的額定功率可達240W。
HUSB238A 支持 I²C 模式和 GPIO 模式兩種工作方式。在 I²C 模式下,I²C 主控可以對 HUSB238A 進行配置設定、狀態讀取,並實現諸如數據角色交換(DR Swap)、供應商定義消息(VDM)等高級功能。
在I²C模式下,HUSB238A最大支持 48V/5A,包括 FPDO, PPS, EPR PDO, EPR AVS;在GPIO模式下,HUSB238A最大支持 28V/3.25A,包括FPDO, EPR PDO。HUSB238A也支持QC2.0和AFC。
HUSB238A主要配置為GPIO模式,體積小巧,外圍配置非常簡單,只需要2個電容和4個電阻,即可最大誘騙28V/3.25A。
HUSB238A 在此模式下支持可調電源供應輸出(APDO),最高可達 48V/5A 的擴展電源範圍(EPR)PDO 以及 I²C 模式下的 EPR 自動電壓調節。在 GPIO 模式下,通過設置引腳來完成配置。
HUSB238A 可通過 VSET 和 ISET 引腳配置,支持最高 28V/3.25A 的 PDO 輸出。HUSB238A 超低的運行電流有助於降低系統總功耗,非常適合電池供電的應用場景。
HUSB238A 採用 QFN 3 mm x 3 mm-16L 封裝,用於具有傳統桶連接器或USB micro-B電源連接器的電子設備,如物聯網設備、無線充電器、無人機、智能揚聲器、電動工具和其他設備。
慧能泰HUSB239
HUSB239是一款高度集成的獨立USB Type-C和功率傳輸(PD)控制器。HUSB239整合了CC邏輯、USB PD協議和傳統協議。用戶可以自由配置HUSB239作為Sink或DRP。此外,它支持識別調試配件和音頻配件。
HUSB239可以在兩種模式下運行:I²C模式和GPIO模式。在I²C模式下,I²C主機可以訪問HUSB239以配置設置、讀取狀態並執行高級功能,例如PR Swap、DR Swap和VDM消息。在I²C模式下,HUSB239支持PPS、SPR AVS、最大48V / 5A EPR PDO和EPR AVS。
在GPIO模式下,配置通過設置引腳實現。HUSB239可以配置為通過VSET和ISET引腳支持最大28V / 3.25A PDO,僅使用兩個電阻來設置電壓和電流。當HUSB239作為源時,Rp可以通過SRC_ISET引腳進行配置。
HUSB239通用系統框圖
HUSB239是一款可以獨自運行的PD DRP,支持PR_SWAP、DR_SWAP、 VCONN Role Swap、支持Discover ID和Discover SVID,用於帶數據通信的Type-C場合。它不用任何軟體編程,不需要燒錄,即貼即用。
HUSB239的超低工作電流有助於系統降低總功耗,適用於電池應用。HUSB239提供QFN 3mm x 3mm-16L封裝。
Injoinic英集芯
英集芯IP2756
英集芯IP2756是一款集成多協議用於USB埠的快充協議晶片,其內部集成USB PD3.1等市面主流快充協議,通過了UFCS融合快充認證,支持Type-C協議、對E-Marker線纜的識別與支持與class B的電壓等級,並向下兼容BC1.2、APPLE、SAMSUNG等手機快充。
英集芯IP2756內部集成最少步進為10mV的可編程電壓環路控制與最小步進為12.5mA的可編程電流環路控制,並集成低端電流檢測與支持線損補償功能。支持驅動控制光耦與I2C接口控制。電源內集成NMOS驅動與壓差檢測,內置自動控制泄放功能,支持待機低功耗模式。
IP2756具有輸出過流過壓、短路保護等多種保護機制,支持2路NTC過溫保護,內置NTC開路檢測與DP/DM/CC1/CC2過壓保護,同時提供了更高的耐壓等級,支持 EPR 28V~36V精簡外圍的設計,通過擴展可以支持EPR48V並提供更大的存儲空間。在多協議應用上,客戶不用再做協議的取捨,能夠提供更高的ESD防護能力,有效提升產品可靠性,支持更大的電流範圍。
英集芯IP2756採用QFN24進行封裝,具有高度集成與各種豐富的功能,在應用時僅需少量的外部器件即可實現全部的功能,有效減少整體方案尺寸,大大降低BOM成本,可廣泛應用在充電適配器、移動電源、車載充電器以及帶PD輸出功能系統應用中。
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Legendary樂得瑞
樂得瑞LDR6020
LDR6020是帶有3組6路DRP USB-C及PD通信協議處理模塊和USB2.0 Device模塊的16位RISC MCU,擁有USB PD3.1通信功能,具有262位元組非摺疊PD3.1長數據包通信能力,並且可以通過CC,UART,I2C,USB2.0四種模式進行固件在線升級。
LDR6020採用QFN-32 4*4封裝,擁有13路ADC,28 位雙向 I/O 口,1 位輸入口,2 路 PWM,可以做定製化功能設計,並且未來還會開放嵌入式雲IDE開發系統。
LDR6020的應用場景非常廣泛,比如Type-C多功能轉接器,Type-C顯示器,Type-C移動電源等等,並且晶片內置I2C Slave通信控制單元,UART通信控制單元,可以與其他主控晶片進行通訊協商。
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On-Bright昂寶
昂寶OB2627
昂寶OB2627是一款次級側恆壓恆流控制器晶片,內置MCU以處理多種快充協議,內置兩個運算放大器,用於電壓環路和電流環路調節,並根據快速充電協議進行可編程電壓參考。OB2627支持PD3.1 EPR 48V,並通過了USB-IF認證,TID:10391,支持最大240W輸出功率,內置高增益電流檢測放大器可最大限度地減少偏移,從而降低檢測電阻的功率損耗。
OB2627通過USB PD協議在CC線進行通信。CC引腳上的混合信號前端發布默認(500 mA)、1.5A或3A的UAB-C電源,檢測插頭事件並確定USB-C線方向,並自主通過指定的雙相標記編碼(BMC)和物理層(PHY)協議協商USB PD合同。OB2627還可以監控DP/DN數據線電壓或數據傳輸,支持高通QC2.0/QC3.0/QC3.5協議,並自動調節輸出電壓和輸出電流。
OB2627在與On-Bright GreenEngineTM基於AC/DC離線PWM ICs協同工作時,可以實現較低的待機功耗和快速電壓轉換。OB2627提供全面的保護,包括恆流限制、過壓保護、欠壓保護、短路保護、DP/DN過壓保護和外部過溫保護等。OB2627採用QFN16封裝。
RICHTEK立錡
立錡RT7209
立錡RT7209是一款高度集成的可編程USB PD控制器,支持USB PD3.1 SPR和EPR 48V規範,並通過了USB-IF PD3.1認證,認證TID:11022 ,支持3V至55V的工作電壓,內置MCU,具有16kB的OTP-ROM和2kB的SRAM,內置反饋補償機制,不僅減少了外部元件,還增強了瞬態響應。
RT7209支持PD3.1、PPS、UFCS等多種快充協議,還允許客戶根據特定需求定製私有協議。該晶片內置了分流穩壓器,使其在提供恆定電壓或恆定電流輸出時具有更高的穩定性和可靠性。同時,內置的反饋補償機制確保了整個系統的穩定性,同時通過可編程線纜補償功能,用戶可以針對線損進行精確調整,優化充電效率。
RT7209還具備VIN引腳檢測功能,能夠監測輸入電壓的狀態,並據此作出相應的控制決策,從而保障設備的穩定運行。BLD引腳可用於快速放電輸出電容,有助於縮短充電周期,提高充電速率。而USBP引腳則提供了直接驅動外部阻斷N-MOSFET的能力,進一步增強了系統的控制能力和安全性。
在安全性方面,RT7209支持可編程的過流保護、恆定電流保護、過溫保護,支持自適應輸出過壓保護、輸出欠壓保護,推薦的結溫範圍為−40℃至125℃,工作環境溫度範圍為−40℃至105℃。支持CC1/CC2/D+/D- 過壓保護與內部過溫保護,適用於多種消費電子的充電適配器之中,採用 WQFN-28L 4x5封裝。
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UNICMICRO廣芯微
廣芯微UM3506
廣芯微UM3506-BPQF SOC晶片,這是一顆支持PD3.0 3.1規格的快充控制器,具備全功能的SRC/SNK/DRP支持能力,同時也可以支持EMARK電子標記的SOP'報文交互功能,全面滿足PD3.0,PD3.1規格,支持SPR,EPR(PD3.1)模式,以及PD報文的chunk模式和260bytes 長包。晶片內置高壓LDO,支持3.3-24V供電,使用靈活。
UM3506具有2對DP DM引腳,支持BC1.2,QC,FCP,SCP等協議。Field-proven PD 協議庫,支持可持續升級和靈活擴展。
晶片內置高性能32位RISC-V內核,主頻最高為33MHz,內置8KB SRAM和256KB FLASH,內置16通道12位ADC用以電壓和電流採樣,支持3.3-24V工作電壓範圍,使用QFN24封裝。
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VIA Labs 威鋒電子
威鋒VL108
威鋒VL108是一款高度集成的單晶片DisplayPort Alt模式和PD 3.1控制器晶片,專為USB-C設備設計,可用於支持帶有充電功能的USB-C多功能拓展塢。VL108內置了USB-C充電UFP,可通過DP Alt模式或USB4 DP隧道方式執行視頻輸出功能,同時在檢測到外部電源後為連接的PD主機提供充電。VL108提供兩組UFP CC引腳對,可選擇用於總線供電或自供電應用。它還集成了兩個USB-C DRP DFP,可以連接到USB-C電源適配器以為PD主機充電,也可以連接到USB-C設備以進行數據傳輸。
UFP和兩個DFP均支持最新的PD3.1 EPR規範,可支持48V 5A(240W)的功率輸出。此外,兩個DRP DFP還集成了D+/D-充電ePHY,支持使用D+/D-進行協議握手,然後轉換為PD協議以通過UFP輸出電源。無論是哪個DFP埠,都可以按照先插入先服務的原則為主機充電。
VL108的設備策略管理器能夠協商DFP和UFP之間的電源規則,從而啟用電源充電。它還支持在電池電量耗盡模式下為主機充電以及快速角色切換。此外,VL108還具備USB Billboard設備功能,以滿足「VESA DP Alt模式在USB Type-C上」的規範。它還支持智能自動待機功能,當連接接口處於空閒狀態時,會自動進入深度省電模式,非常適用於智慧型手機配件。
VL108內置了RC振蕩器、線性電壓調節器、Vbus電壓和電流檢測器,可以通過Vbus電源穩定工作,並監測異常電源行為。此外,它提供多達17個GPIO引腳,用於特定應用。SPI接口可支持外部SPI快閃記憶體,或與VLI Hub控制器共享SPI快閃記憶體進行固件升級。固件更新可以通過USB Billboard或I2C從屬接口進行。VL108提供兩種封裝型號可供選擇:QFN 60L(7x7x0.85 mm),支持兩個DRP DFP,以及QFN 48L(6x6x0.85 mm),支持一個DRP DFP。
充電頭網總結
雖然現在PD協議在智慧型手機等智能設備上的功率最大也就在140W左右,距離跑滿240W的功率還有很長的路要走。這是因為目前的工藝與技術仍未能達到符合消費者預期的充電器。48V電壓一般需要使用63V的電解電容,而19V只需36V的電解電容。在相同容量下,價格顯著增加,體積也大不少。此外,發熱等問題也普遍存在。
然而,目前已經有電動工具能夠達到240W的功率。這類晶片不僅在工業設備、電動工具等領域具有廣泛的需求,而且隨著工業自動化和時代的發展,對48V高壓應用晶片的需求也會相應增加。
為了滿足市場需求,據不完全統計,本文推薦了目前市面上的多款48V高壓晶片,它們支持PD 3.1 240W應用。這些晶片的推出將促進USB PD標準的進一步發展,為更高功率的設備充電提供了更可靠的解決方案。