PD充電器硬件結構

基于PD協(xié)議的充電器電路可以維持AC/DC部分不變，只是將QC協(xié)議控制器替換為PD控制器，比如Cypress半導體的CCG2(type-cControllerGeneraTIon2)。CCG2是最早通過USB-IF認證的PD控制器之一，內部包含ARM?Cortex?-M0處理器和完備的PD協(xié)議收發(fā)器，可以滿足充電器，主機，附件，EMAC線纜等各種支持type-c口的應用，在蘋果，聯(lián)想，HP，Dell，小米，樂視等一線品牌客戶都有眾多的量產(chǎn)案例。

采用CCG2PD控制器和DialogAC/DC控制器的充電器電路簡圖如圖2所示，CCG2通過Type-C口的CC信號和手機AP進行PD協(xié)議溝通，然后通過PWM控制光耦將電壓和電流需求反饋到AC/DC進行輸出調節(jié)。CCG2會通過采樣VBUS來保證PD協(xié)議狀態(tài)機的可靠運轉，并且根據(jù)PD狀態(tài)通過MOSFET控制VBUS的通斷。另外CCG2也可以通過D+/D-支持QC3.0協(xié)議，在同一個Type-C口上實現(xiàn)PD和QC的共存(實際工作時兩者不能同時起用，用戶可以定義優(yōu)先級和使能策略)。PD快充除了可以進行調壓充電，還可以進行電流調節(jié)，實現(xiàn)電流精調或者大電流充電甚至直充。CCG2可以使用內部ADC進行電壓電流采樣，進行閉環(huán)控制和OVP/OCP/UVP保護。CCG2的保護機制是軟件控制的，因此實時性不夠，可以充當AC/DC控制器保護的輔助或者冗余。Cypress的第三代PD控制器CCG3在精簡BOM的同時，集成了內部硬件的OCP/OVP等保護機制，提高了ADC精度，提供了最優(yōu)的大電流直充方案，已經(jīng)在多個手機客戶開始了評估設計。

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圖1基于CypressCCG2方案的PD和QC快充協(xié)議的充電器硬件框圖

PD充電協(xié)議是什么

PD充電協(xié)議是USB-IF組織公布的功率傳輸協(xié)議，它可以使目前默認最大功率5V/2A的type-c接口提高到100W，同時谷歌宣布Android7.0以上的手機搭載的快充協(xié)議必須支持PD協(xié)議，意在統(tǒng)一快充市場。

PD協(xié)議快充什么意思

USB-PowerDelivery(USBPD)是目前主流的快充協(xié)議之一。是由USB-IF組織制定的一種快速充電規(guī)范。。USBPD透過USB電纜和連接器增加電力輸送，擴展USB應用中的電纜總線供電能力。該規(guī)范可實現(xiàn)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。

USBPD和Type-C的關系。經(jīng)常會有人把USBPD和Type-C放在一起談，甚至就把Type-C充電器叫做PD充電器。USBPD和Type-C其實是兩碼事，USBPD是一種快速充電協(xié)議，而Type-C則是一種新的接口規(guī)范。Type-C接口默認最大支持5V/3A，但在實現(xiàn)了USBPD協(xié)議以后，能夠使輸出功率最大支持到前文提到的100W。所以現(xiàn)在許多實用Type-C接口的設備都會支持USBPD協(xié)議。

USBPD的發(fā)展前景。USBPD現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了USBPD3.0版本。在谷歌的推動下目USBPD已經(jīng)收編了高通的QC快充協(xié)議，并獲得了中國工信部的支持。有望在不久統(tǒng)一目前混亂的快充市場。

PD快充協(xié)議優(yōu)勢

PD是PowerDelivery，關注的是兩個或者多個設備，甚至是一個基于USB接口的智能電網(wǎng)的電能傳輸過程，電能傳輸可以是雙方向的，甚至是組網(wǎng)的，可以具備系統(tǒng)級供電策略。而QC是QuickCharge僅僅關注的是快速充電問題，電能傳輸是單方向的，不具備電能組網(wǎng)能力，不支持除了供電以外的其他功能。