新規發布一年，PD 3.1快充芯片盤點
電子發燒友網報道（文/李誠）PD 3.1快充標準的發布，對于充電行業而言是一次里程碑的升級，突破了長期以來的100W限制，實了現240W的翻倍式增長，同時輸出電壓也實現了最高48V的覆蓋，可滿足消費類、工業類等多領域產品的應用，使得快充市場得到進一步擴大。
從去年月至今，距離PD 3.1快充標準的發布已經過去一年多的時間，在這新規發布的一年多時間里，不少產業鏈上游的芯片廠商也陸續推出了一系列可滿足新一代標準的快充芯片，卡位終端市場搶占先機。
據電子發燒友網觀察，目前英飛凌、南芯、英集芯、芯?？萍?/u>、慧能泰、天德鈺、水芯電子、偉詮電子等企業在PD 3.1快充領域，已實現相關配套芯片的量產及商用。
英飛凌首發、商用雙第一
英飛凌作為功率半導體領域的頭部企業，在PD 3.1協議發布后的兩個月，便推出了全球首款支持PD 3.1協議的控制器芯片PMG1-S3。據悉PMG1-S3內置了可提供額外控制功能的MCU處理器，同時最高支持28V/5A 140W功率輸出，適用于充電器、筆記本電腦、電動工具等應用場景。
同年10月，蘋果率先向市場推出了全球首款支持PD 3.1協議的快充適配器，經電子發燒友網拆解發現，蘋果首款PD 3.1快充電源適配器的協議控制芯片來自英飛凌的產品，不過并不是英飛凌此前發布的PMG1-S3，而是一顆絲印為CYPD3135的定制型芯片，該芯片也成為了全球首顆實現商用的PD 3.1協議控制芯片。據蘋果官網顯示，使用了這顆芯片的電源適配器最高140W輸出。
南芯A+C雙口快充協議控制芯片
今年年初，在手機快充市場尤其是電荷泵芯片細分領域小有成就的國內廠商南芯，推出了全新一代PD 3.1快充解決方案SC2021A。該方案主要針對多口快充市場，支持單芯片A+C雙口輸出，滿足A to C線纜或者C to C 線纜的兼容。
據數據手冊顯示，該芯片最高耐壓值為26V，支持最高24V/5A輸出，可同時滿足PD3.1、PPS、FC, FCP, AFC, SCP, VOOC, super VOOC等多種快充協議，于去年10月通過了GEL的PD 3.1合格性測試。目前已經向下游產商供貨，并在倍思CCGAN65C3 65W氮化鎵快充中得到實現商用。
從電源適配器到線纜全面覆蓋的英集芯
受電設備能夠實現快充，這不僅僅是靠電源設配器功率大小決定的，還需要對受電設備以及電源傳輸線纜進行適配，三者關系相輔相成、缺一不可。PD 3.1快充也是如此，在整個充電過程中，電源適配器不僅需要使用PD 3.1協議控制芯片，在電源傳輸的線纜上還需使用與之匹配的E-mark芯片，讀取該電纜的電源傳輸能力、數據傳輸能力、ID等信息，完成二者之間的協議互認，調節輸出功率。
在這一領域英集芯先后推出了IP2736和IP2738兩款協議芯片，以及IP2133 E-Marker芯片，其中IP2736和IP2738兩款芯片可實現18W至140W的功率覆蓋，并且這兩款芯片均支持PWM、I2C、光耦控制等多種電壓調整方式。同時為助力大功率電源開發，英集芯還推出了PD3.1 EPR28V解決方案，該方案由經典的LLC電源架構，配合英集芯的IP2736協議芯片及IP6550同步降壓控制器構成，可滿足最高140W單C口的應用需求。
芯?？萍?/strong>
芯海科技作為國內首批推出USB PD快充協議芯片的芯片原廠，在PD快充領域不僅有著豐富的經驗技術積累，還有著不俗的成績。2015年芯?？萍纪瞥鍪卓頟D主控芯片，并完成產品的初步布局。2018年CS32G020通過USB-IF協會USB PD3.0雙向認證，在CS32G020的基礎上，還針對不同應用領域進行了延伸，推出多款專用型PD快充芯片。
圖源：芯?？萍脊倬W
截至目前，芯?？萍枷群笸瞥隽薈S32G051和CSU3AF10兩款PD 3.1快充控制芯片，實現PC、筆電到移動電源、儲能電源、車載充等多領域覆蓋。不同于國內大多數廠商的是，芯海科技全系PD快充芯片均內置MCU架構與私有協議PHY，不僅有利于功能的拓展，還可以通過軟件對芯片PD協議進行升級。
慧能泰
慧能泰作為我國唯一參加PD 3.1標準制定的芯片廠商，在供電端、受電端 、供電線纜等三個細分領域均有不同程度的布局。
目前，慧能泰已經推出HUSB311和HUSB362兩款PD 3.1協議控制芯片，以及兩款可應用于PD 3.1協議線纜的E-Marker芯片HUSB332B和HUSB332C。
其中，HUSB311和HUSB362同時兼容QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、UFCS等多種快充協議，在PD 3.1協議模式下可滿足28V/5A 140W的供、取電需求。并且，這兩款芯片均集成了有利于簡化電源電路設計的E-Marker檢測功能。
HUSB332B為慧能泰首款支持PD 3.1協議的E-Marker芯片，也是業內首顆通過USB-IF PD 3.1認證的芯片。HUSB332C為上月底發布的新品，該芯片集成了OTP過溫保護系統，可通過E-Marker芯片自帶的溫度檢測功能，實現USB-C線纜的過溫保護，避免線纜過熱造成受電設備的損壞或火災的發生。并且，這兩款芯片均支持最高240W的充電功率。
小編在進行資料收集過程中發現，慧能泰的HUSB332A E-Marker芯片也能夠承受PD 3.1最高240W的充電功率，但并未檢索到該芯片與PD 3.1標準之間的相關認證信息。
天德鈺
隨著終端市場對充電速率要求的不斷提高，快充市場得以快速發展，天德鈺也憑借著出色的科研實力，在快充領域站穩腳跟。據官方數據顯示，僅從2018至2021年，天德鈺快充協議芯片累計出貨量高達4.05億顆，并不斷跟隨市場的增長，豐富快充配套產品。
在PD 3.1快充領域，天德鈺于去年年對推出了首顆PD 3.1快充協議芯片JD6622。其中，JD6622采用基于ARM架構的Cortex-M0+處理器，內置64k Flash和8k SRAM，同時兼容UFCS、PD 3.1等多種快充協議。
據介紹，JD6622可應用于最高輸出功率為140W的PD 3.1快充應用，能夠通過智能調配系統，合理調節輸出受電端所需功率，實現單芯多口輸出，滿足多口應用需求。
偉詮電子高壓工藝 PD 3.1 協議芯片
今年7月，在安克創新的新品發布會上，偉詮電子聯合安克正式推出WT6676F PD 3.1協議芯片。
圖源：WT6676F數據手冊
WT6676F為業內首顆采用高壓工藝的PD 3.1協議芯片，耐壓值高達50V，支持3.3V至45V的寬壓工作環境，滿足PD 3.1 SPR&EPR 36V規范需求，以及最高140W功率輸出。適用于電源適配器、墻壁充電器、車載充電器、電源板等應用設計。同時兼容QC 4.0、QC 4.0+、BC 1.2以及PPS等多種快充協議，現已在Anker 140W充電器中實現商用。
水芯電子高端大功率電源芯片
致力于模擬電源芯片數字化的水芯電子，在今年5月底在深圳舉辦的2022水芯數字電源芯片新品發布會上，專門針對大功率數字電源芯片、移動電源芯片、快充協議芯片、車充芯片四大領域，推出了4款快充協議芯片。
圖源：水芯電子官網
據水芯電子官網顯示，M12369 是一款面向大功率快充應用的電源管理SOC，集成了3路獨立降壓轉換器，最高放電效率可達98.6%，可同時支持多口輸出。M12121 是一款支持 PD3.1 的單口全兼容快充協議IC。M12359是一款面向大功率快充應用的電源管理SOC，內置雙路獨立降壓轉換器最高放電效率為98.6%，支持多口輸出。M12349 是一款面向大功率車充應用的電源管理SOC，內部集成了升降壓轉換器（開關頻率為350KHz），及一個三位數碼管顯示驅動。芯片最高放電效率達98%，同時支持 C+C 的獨立雙口大功率車充解決方案的擴展。
上述4款芯片均支持PD3.1、QC4.0+、QC3.0、QC2.0、SCP、FCP、AFC 等全部主流快充協議，最高輸出功率可達140W。
結語
PD 3.1標準的發布使得充電功率得到了飛躍式的提升，并進一步擴大受眾領域，有利于加速充電標準與接口的統一，市場前景廣闊。
從去年月至今，距離PD 3.1快充標準的發布已經過去一年多的時間，在這新規發布的一年多時間里，不少產業鏈上游的芯片廠商也陸續推出了一系列可滿足新一代標準的快充芯片，卡位終端市場搶占先機。
據電子發燒友網觀察，目前英飛凌、南芯、英集芯、芯?？萍?/u>、慧能泰、天德鈺、水芯電子、偉詮電子等企業在PD 3.1快充領域，已實現相關配套芯片的量產及商用。
英飛凌首發、商用雙第一
英飛凌作為功率半導體領域的頭部企業，在PD 3.1協議發布后的兩個月，便推出了全球首款支持PD 3.1協議的控制器芯片PMG1-S3。據悉PMG1-S3內置了可提供額外控制功能的MCU處理器，同時最高支持28V/5A 140W功率輸出，適用于充電器、筆記本電腦、電動工具等應用場景。
同年10月，蘋果率先向市場推出了全球首款支持PD 3.1協議的快充適配器，經電子發燒友網拆解發現，蘋果首款PD 3.1快充電源適配器的協議控制芯片來自英飛凌的產品，不過并不是英飛凌此前發布的PMG1-S3，而是一顆絲印為CYPD3135的定制型芯片，該芯片也成為了全球首顆實現商用的PD 3.1協議控制芯片。據蘋果官網顯示，使用了這顆芯片的電源適配器最高140W輸出。
南芯A+C雙口快充協議控制芯片
今年年初，在手機快充市場尤其是電荷泵芯片細分領域小有成就的國內廠商南芯，推出了全新一代PD 3.1快充解決方案SC2021A。該方案主要針對多口快充市場，支持單芯片A+C雙口輸出，滿足A to C線纜或者C to C 線纜的兼容。
據數據手冊顯示，該芯片最高耐壓值為26V，支持最高24V/5A輸出，可同時滿足PD3.1、PPS、FC, FCP, AFC, SCP, VOOC, super VOOC等多種快充協議，于去年10月通過了GEL的PD 3.1合格性測試。目前已經向下游產商供貨，并在倍思CCGAN65C3 65W氮化鎵快充中得到實現商用。
從電源適配器到線纜全面覆蓋的英集芯
受電設備能夠實現快充，這不僅僅是靠電源設配器功率大小決定的，還需要對受電設備以及電源傳輸線纜進行適配，三者關系相輔相成、缺一不可。PD 3.1快充也是如此，在整個充電過程中，電源適配器不僅需要使用PD 3.1協議控制芯片，在電源傳輸的線纜上還需使用與之匹配的E-mark芯片，讀取該電纜的電源傳輸能力、數據傳輸能力、ID等信息，完成二者之間的協議互認，調節輸出功率。
在這一領域英集芯先后推出了IP2736和IP2738兩款協議芯片，以及IP2133 E-Marker芯片，其中IP2736和IP2738兩款芯片可實現18W至140W的功率覆蓋，并且這兩款芯片均支持PWM、I2C、光耦控制等多種電壓調整方式。同時為助力大功率電源開發，英集芯還推出了PD3.1 EPR28V解決方案，該方案由經典的LLC電源架構，配合英集芯的IP2736協議芯片及IP6550同步降壓控制器構成，可滿足最高140W單C口的應用需求。
芯?？萍?/strong>
芯海科技作為國內首批推出USB PD快充協議芯片的芯片原廠，在PD快充領域不僅有著豐富的經驗技術積累，還有著不俗的成績。2015年芯?？萍纪瞥鍪卓頟D主控芯片，并完成產品的初步布局。2018年CS32G020通過USB-IF協會USB PD3.0雙向認證，在CS32G020的基礎上，還針對不同應用領域進行了延伸，推出多款專用型PD快充芯片。
圖源：芯?？萍脊倬W
截至目前，芯?？萍枷群笸瞥隽薈S32G051和CSU3AF10兩款PD 3.1快充控制芯片，實現PC、筆電到移動電源、儲能電源、車載充等多領域覆蓋。不同于國內大多數廠商的是，芯海科技全系PD快充芯片均內置MCU架構與私有協議PHY，不僅有利于功能的拓展，還可以通過軟件對芯片PD協議進行升級。
慧能泰
慧能泰作為我國唯一參加PD 3.1標準制定的芯片廠商，在供電端、受電端 、供電線纜等三個細分領域均有不同程度的布局。
目前，慧能泰已經推出HUSB311和HUSB362兩款PD 3.1協議控制芯片，以及兩款可應用于PD 3.1協議線纜的E-Marker芯片HUSB332B和HUSB332C。
其中，HUSB311和HUSB362同時兼容QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、UFCS等多種快充協議，在PD 3.1協議模式下可滿足28V/5A 140W的供、取電需求。并且，這兩款芯片均集成了有利于簡化電源電路設計的E-Marker檢測功能。
HUSB332B為慧能泰首款支持PD 3.1協議的E-Marker芯片，也是業內首顆通過USB-IF PD 3.1認證的芯片。HUSB332C為上月底發布的新品，該芯片集成了OTP過溫保護系統，可通過E-Marker芯片自帶的溫度檢測功能，實現USB-C線纜的過溫保護，避免線纜過熱造成受電設備的損壞或火災的發生。并且，這兩款芯片均支持最高240W的充電功率。
小編在進行資料收集過程中發現，慧能泰的HUSB332A E-Marker芯片也能夠承受PD 3.1最高240W的充電功率，但并未檢索到該芯片與PD 3.1標準之間的相關認證信息。
天德鈺
隨著終端市場對充電速率要求的不斷提高，快充市場得以快速發展，天德鈺也憑借著出色的科研實力，在快充領域站穩腳跟。據官方數據顯示，僅從2018至2021年，天德鈺快充協議芯片累計出貨量高達4.05億顆，并不斷跟隨市場的增長，豐富快充配套產品。
在PD 3.1快充領域，天德鈺于去年年對推出了首顆PD 3.1快充協議芯片JD6622。其中，JD6622采用基于ARM架構的Cortex-M0+處理器，內置64k Flash和8k SRAM，同時兼容UFCS、PD 3.1等多種快充協議。
據介紹，JD6622可應用于最高輸出功率為140W的PD 3.1快充應用，能夠通過智能調配系統，合理調節輸出受電端所需功率，實現單芯多口輸出，滿足多口應用需求。
偉詮電子高壓工藝 PD 3.1 協議芯片
今年7月，在安克創新的新品發布會上，偉詮電子聯合安克正式推出WT6676F PD 3.1協議芯片。
圖源：WT6676F數據手冊
WT6676F為業內首顆采用高壓工藝的PD 3.1協議芯片，耐壓值高達50V，支持3.3V至45V的寬壓工作環境，滿足PD 3.1 SPR&EPR 36V規范需求，以及最高140W功率輸出。適用于電源適配器、墻壁充電器、車載充電器、電源板等應用設計。同時兼容QC 4.0、QC 4.0+、BC 1.2以及PPS等多種快充協議，現已在Anker 140W充電器中實現商用。
水芯電子高端大功率電源芯片
致力于模擬電源芯片數字化的水芯電子，在今年5月底在深圳舉辦的2022水芯數字電源芯片新品發布會上，專門針對大功率數字電源芯片、移動電源芯片、快充協議芯片、車充芯片四大領域，推出了4款快充協議芯片。
圖源：水芯電子官網
據水芯電子官網顯示，M12369 是一款面向大功率快充應用的電源管理SOC，集成了3路獨立降壓轉換器，最高放電效率可達98.6%，可同時支持多口輸出。M12121 是一款支持 PD3.1 的單口全兼容快充協議IC。M12359是一款面向大功率快充應用的電源管理SOC，內置雙路獨立降壓轉換器最高放電效率為98.6%，支持多口輸出。M12349 是一款面向大功率車充應用的電源管理SOC，內部集成了升降壓轉換器（開關頻率為350KHz），及一個三位數碼管顯示驅動。芯片最高放電效率達98%，同時支持 C+C 的獨立雙口大功率車充解決方案的擴展。
上述4款芯片均支持PD3.1、QC4.0+、QC3.0、QC2.0、SCP、FCP、AFC 等全部主流快充協議，最高輸出功率可達140W。
結語
PD 3.1標準的發布使得充電功率得到了飛躍式的提升，并進一步擴大受眾領域，有利于加速充電標準與接口的統一，市場前景廣闊。
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