前言

UFCS快充（中文名：融合快充），全稱Universal Fast Charging Specification。即電信終端產業協會發布的融合快充標準《移動終端融合快速充電技術規范》，該標準旨在解決目前市面上快充標準復雜多變、互不兼容的問題，同時也對提升用戶的使用體驗，起到推動節能環保的積極作用。

UFCS為未來打造，擁有更高上限。可以預期，在國家層面的引導下市場上將出現越來越多的產品支持UFCS協議。作為快充領域的引導者，PI(Power Integrations) 公司迅速做出響應。在第二代智能并聯技術的基礎上前瞻性地完成了對即將開放的UFCS 11V6A規格在多口方案的部署。

PI智能并聯技術簡介

PI的智能并聯方案完全基于數字均流技術將兩個獨立的變換器并接到一起，通過靈活的配置實現了對單口以及多口輸出模式的支持。

為了達到實時調整輸出電壓跟電流(在PPS情況下)，兩顆 InnoSwitch-Pro 及協議芯片內部的MCU是同時運作的，各自讀取的數據被同時用來調整兩臺電源的工作參數， 最終使得調整速度及精度足以媲美單邊電源模式，實現技術上的突破。

如上圖所示， 兩個相對獨立的電源可以工作做兩種模式， 單口時均流橋臂（Q1&Q2組成）將導通使兩個變換器工作于并聯模式以支持最大的單口輸出功率（兩個端口支持盲插）。當檢測到多口插入時，內部協議芯片將斷開均流橋臂，該模式下每個功率模組獨立工作。

在第一代兩個同功率變換器并聯技術的基礎上，第二代智能并聯技術更是通過專利的環路控制技術使得兩臺不同輸出功率的電源轉換器得以聯合工作。 當這個技術被用在多口適配器后，各種優勢就顯現出來， 以往解決不了的許多技術難題都迎刃而解。

PI 第二代智能并聯技術的七大優勢

効率的改善 : 不同于BUCK的兩級方案，采用PI智能并聯的多口方案僅有一級AC/DC，在效率上沒有額外一級BUCK變換器的折損。此外，因為獨特的功率分擔技術，在輸出大電流時在變壓器副邊繞組上的電流由兩路AC/DC分擔，相應RMS電流影響比多一級的BUCK方案小。第二代智能均流方案的整體效率相較于傳統方案具有明顯優勢。

PCBA尺寸: 第二代均流技術由于采用了非對稱功率模組，即大小變壓器。相比 AC/DC+兩臺dc/dc 的空間體積可以縮減15到20%，在小體積化便攜充電器的設計中非常有優勢。

靈活性：對于不同的產品外形，由于采用了兩個獨立的AC/DC模塊，設計上可以進行靈活的堆疊，因此得以滿足超薄、立方體、口紅形、扁方等外形的各種設計要求。

簡單的熱處理 :單電源熱量會比較集中，但當把電源分成小組后， 熱也分散到其他部位，外殼表面的溫度也會更加均勻，加上該方案效率上的優勢可以有效降低花費在散熱上的成本。

DC/DC模組產生的輻射: dc/dc 模組必須工作在較高的頻率以達到小體積的設計要求 ，需要一些特殊處理，或者降低開關頻率，犧牲些體積來改善EMI。而并聯方案只有兩個變換器(BUCK多口有三個或以上開關模組)， 干擾源少且易于處理。

成本的降低 :相對于多口BUCK方案，第二代智能并聯技術憑借體效比、溫度以及效率上的優勢可以節省成本約10-20%。

使用體驗 : 小體積以及盲插功能的支持極大提升了客戶對于便攜與智能化的需求。另一方面根據量產客戶的反饋， 新的架構降低了維護難度，以往單口誤插功率限制等問題都已消失。

PI 第二代智能并聯技術在PD3.0以及UFCS （11V6A）的應用

線路圖

兩路變換器分別采用 ATQ23 以及 ATQ18 搭配PI的 INN3378C 和 INN3365C 支持46W及20W獨立輸出（多口模式），當工作于并聯（單口模式，支持盲插）時支持最大66W輸出。

采用PI 第二代智能并聯技術的 Demo 如上圖所示，Demo采用2C1A設計，尺寸僅為 55x29.5X21.5mm，十分小巧。

PI 66W Demo的功率分配如上表所示。單口輸出時，三口均可支持最高 11V6A 66W UFCS協議輸出，雙口輸出時支持46W和20W獨立輸出。

效率曲線

效率測試方面，PI 66W Demo 在11V 6A輸出條件下，輸入115V和230V時效率峰值均達92.5%；輸入264V時效率峰值超92%；輸入90V時效率峰值超91.5%。

PI 66W Demo 在20V 3.3A輸出條件下，輸入230V時效率峰值達93%；輸入115V和264V時效率峰值均超92.5%；輸入90V時效率峰值達92%。

EMI測試

上圖為 PI 66W Demo 在 EN55032 標準下，115Vac輸入時的測試，從圖中可以看出在不同頻率下的峰值和平均值均能滿足要求。

上圖為 PI 66W Demo 在 EN55032 標準下，230Vac輸入時的測試，從圖中可以看出在不同頻率下的峰值和平均值均能滿足要求。

上圖為 PI 66W Demo 在115Vac輸入條件下，接收天線垂直極化安裝時的EMI測試。

上圖為 PI 66W Demo 在115Vac輸入條件下，接收天線水平極化安裝時的EMI測試。

上圖為 PI 66W Demo 在230Vac輸入條件下，接收天線垂直極化安裝時的EMI測試。

上圖為 PI 66W Demo 在230Vac輸入條件下，接收天線垂直極化安裝時的EMI測試。

充電頭網總結

現如今，很多用戶除了手機之外，還配備了平板、TWS藍牙耳機、手表、手環等電子產品，如果用戶僅僅使用單口充電器給設備充電，往往需要依次排隊，并且等待時間較長。于是越來越多的用戶開始選擇多口充電器，以提升多設備充電效率。

PI推出的新一代智能并聯技術，通過專利的環路控制技術使得兩臺不同輸出功率的電源轉換器得以聯合工作。不僅解決了早期多口充電器無法盲插、體積偏大、熱源集中等痛點問題，而且提升了充電器的整體效率，改善EMI，降低生產成本，還能通過靈活堆疊實現不同充電器形態，同時支持PD、UFCS等協議應用，為市場提供了全新的多口充電器解決方案。