前言

當(dāng)下車載充電場景對體積、效率和兼容性的需求不斷提升，一方面駕駛艙空間有限，用戶既希望模塊輕巧便攜，另一方面又要求能夠支持多種快充協(xié)議與大功率輸出；同時，車載電源環(huán)境電壓波動較大，對模塊的寬輸入范圍和過壓、過溫保護(hù)能力也提出了更高要求。在此背景下，一款集成度高、性能穩(wěn)定且兼容全面的車充模組，正成為車廠與第三方配件商的標(biāo)配之選。

首諾信推出了全新的車充模組解決方案。該模組采用雙板堆疊設(shè)計，內(nèi)置高集成度同步升降壓與多協(xié)議控制芯片，充電速率最大可達(dá)140W，多口輸出總功率可達(dá)170W，并兼容PD?3.1?EPR、QC5.0/4.0/3.0、UFCS、AFC 等主流快充標(biāo)準(zhǔn)。模塊尺寸緊湊、散熱性能優(yōu)異，能夠滿足車載環(huán)境下的長期穩(wěn)定運行，幫助整車廠商和車充品牌快速開發(fā)出符合市場需求的高性能車充產(chǎn)品。

首諾信2C1A車充方案外觀

首諾信車充demo為雙板堆疊設(shè)計，電容、電感等器件集成在兩個PCB板之間。前端輸入端點煙器插頭為金屬材質(zhì)，彈簧結(jié)構(gòu)補償機械公差，兩側(cè)帶有金屬卡扣，用于機械固定。

從側(cè)面可以看出，兩PCB板之間焊接濾波電容、電感等元器件。

后端輸出端采用2C1A接口設(shè)計，其中USB-C1接口采用橙色膠芯，USB-C2和USB-A接口采用黑色膠芯。

用于管理USB-C1接口的PCB板特寫，其上集成兩顆VBUS開關(guān)管、一顆協(xié)議芯片、四顆氮化鎵開關(guān)管等芯片，在接口四角附有LED指示燈，在通電時會亮起。

用于管理USB-C2接口和USB-A的PCB板特寫，其上集成高集成度同步整流降壓芯片與協(xié)議芯片，在接口四角同樣附有LED指示燈，在通電時會亮起。

測得首諾信車充demo長度為83mm。

寬度為27.27mm。

高度約為20.33mm。

實測得重量為28.9g。

模擬14V DC輸入情況，使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持UFCS、PD3.1、FCP、SCP、AFC、QC3.0、DCP、Apple 2.4A等快充協(xié)議。

PDO報文方面， USB-C1 端口具備 5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A四組固定電壓檔位，和5-20V/5A 和一組PPS電壓檔位，補充電壓檔位 28V5A。

UFCS快充具備 3.4-5.5V3A、5.5-11V3A、11-20V3A 三組電壓檔位。

測得USB-C2口支持FCP、SCP、AFC、QC3+、PD3.0、DCP、Apple 2.4A等充電協(xié)議。

PDO報文顯示USB-C2口具備5V3A、9V3A、12V2.5A 以及 PPS 3.0-11V/3A等多組電壓檔位。

另外測得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3+、DCP、Apple 2.4A充電協(xié)議。

采用這款車充demo對安克737充電寶進(jìn)行充電，實測輸入功率為94W，握手 PD3.1 EPR 140W功率電壓檔位。

首諾信2C1A車充方案解析

首先先來介紹一下管理USB-C1接口的PCB板，其上集成兩顆VBUS開關(guān)管、一顆協(xié)議芯片、四顆氮化鎵開關(guān)管等芯片，在接口四角附有LED指示燈，在通電時會亮起。

USB-C1接口協(xié)議芯片來自英集芯，型號IP2756，這是集成多種協(xié)議，用于 USB 端口的快充協(xié)議控制 IC，支持多種快充協(xié)議，包括 PD2.0/PD3.1 SPR&EPR36V、HVDCP、QC5/4+/3+/3.0/2.0、FCP、SCP，AFC，UFCS、Apple 2.4A、BC1.2 以及 SAMSUNG 2.0A。可為適配器、車充等單向輸出應(yīng)用提供完整的解決方案。

IP2756 提供了更高的耐壓等級，支持 EPR 28V~36V精簡外圍的設(shè)計，通過擴展可以支持EPR48V并提供更大的存儲空間。在多協(xié)議應(yīng)用上，客戶不用再做協(xié)議的取舍，能夠提供更高的ESD防護(hù)能力，有效提升產(chǎn)品可靠性，支持更大的電流范圍。

IP2756詳細(xì)資料。

USB-C1接口控制輸出的 VBUS 開關(guān)管來自砹德曼，型號AD40N50D3，NMOS，耐壓40V，導(dǎo)阻4.5mΩ，采用PAK 3x3 封裝。

另一顆砹德曼 AD40N50D3 特寫。

四顆氮化鎵開關(guān)管來自英諾賽科，絲印D17，實際型號為INN040FQ043A，是一顆耐壓40V的增強型氮化鎵開關(guān)管，導(dǎo)阻為4.3mΩ，具有極低的柵極電荷和導(dǎo)通電阻，并具有非常小的封裝面積，適用于高頻DC-DC轉(zhuǎn)換器，負(fù)載點，RF包絡(luò)跟蹤，筆記本電腦充電器，移動電源和電機驅(qū)動，采用FCQFN 3*4mm封裝。

英諾賽科 INN040FQ043A 資料信息。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，英諾賽科氮化鎵芯片目前已被三星，OPPO，VIVO，聯(lián)想，雅迪，LG，華碩，安克，努比亞，倍思，綠聯(lián)，閃極等多家知名品牌和廠商所采用，出貨量突破10億顆。

在管理USB-C1接口的PCB板背面，集成一顆同步高效四管雙向升降壓控制器芯片，來自寶礫微，型號PL5500H，該芯片內(nèi)置最高6串鋰電充電管理，內(nèi)置2A驅(qū)動電路，自主專利的模式切換技術(shù)，使得在升壓與降壓模式間的切換，實現(xiàn)波形平滑、穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。自帶抖頻技術(shù)，幫助產(chǎn)品研發(fā)人員更容易通過EMI認(rèn)證測試。

寶礫微 PL5500H 有著支持正向充電和反向放電管理；支持3.6-32V超寬輸入電壓范圍，2-32V的超寬輸出電壓范圍；開關(guān)頻率可調(diào)；可編程連續(xù)電流模式和輕載高效率模式；輸入欠壓、輸出過壓、輸出短路、輸入輸出逐周期峰值電流限制、過溫等多種保護(hù)功能；采用QFN 4x4-32 封裝。

寶礫微 PL5500H 詳細(xì)資料。

用于管理USB-C2接口和USB-A的PCB板特寫，其上集成高集成度同步整流降壓芯片與協(xié)議芯片，在接口四角附有LED指示燈，在通電時會亮起。

車充輸入采用硅動力同步整流降壓芯片，型號SP1259HN，是一顆支持40V輸入的同步降壓轉(zhuǎn)換器，輸出電流可達(dá)4.8A。芯片內(nèi)部集成開關(guān)管，輸出電流限制可通過外部電阻設(shè)定，開關(guān)頻率可編程，內(nèi)置可編程的線損補償。SP1259HN外圍器件數(shù)量精簡，采用QFN20-5*5mm封裝，可用于車充、快充以及通用降壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。

硅動力 SP1259HN 資料信息。

USB-C2和USB-A接口的協(xié)議芯片來自慧能泰，型號HUSB382，是一顆支持USB-C和USB-A口的協(xié)議芯片，芯片內(nèi)部集成用于接口輸出控制的VBUS開關(guān)管，進(jìn)一步簡化外圍元件。HUSB382支持5V，9V，12V FPDOS和兩個可編程的APDOS，HUSB382A支持5個FPDOS和兩個可編程的APDOS。

HUSB382支持Chip-Link技術(shù)，支持多芯片通信。芯片內(nèi)部集成過壓保護(hù)，欠壓保護(hù)，欠壓閉鎖，過電流保護(hù)，快速過電流保護(hù)，CC和DPDM引腳過電壓保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)，芯片提供QFN4*4-32L封裝，適合于快充充電器和車充應(yīng)用。

10mΩ電阻用于檢測輸出電流，進(jìn)行過流保護(hù)。

板子邊緣LED指示燈特寫，一側(cè)四角各一顆，兩側(cè)共八顆。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

首諾信這款車充采用雙板堆疊設(shè)計，前端金屬點煙器插頭配合彈簧結(jié)構(gòu)與金屬卡扣，插拔穩(wěn)固,后端2C1A接口布局清晰，USB?C1橙色膠芯彰顯主力口。整機尺寸83?×?27.27?×?20.33?mm，重量28.9?g。模擬14?V輸入測試顯示USB?C1口支持UFCS、PD?3.1?EPR、FCP、SCP、AFC、QC3.0等協(xié)議，多檔位5?V/3?A至20?V/5?A及PPS補償檔；USB?C2和USB?A亦兼容FCP、SCP、AFC、QC?3+、PD?3.0等，實測對安克737充電寶輸入功率可達(dá)94?W，握手PD3.1 140W快充電壓檔位。

充電頭網(wǎng)解析了解到，USB?C1接口由英集芯IP2756協(xié)議芯片控制配一顆寶礫微PL5500H同步升降壓控制器、兩顆砹德曼AD40N50D3VBUS開關(guān)管與四顆英諾賽科INN040FQ043A氮化鎵開關(guān)管，實現(xiàn)高效穩(wěn)壓。USB?C2/USB?A端則由硅動力SP1259HN同步降壓芯片和慧能泰HUSB382協(xié)議芯片協(xié)同，集成VBUS開關(guān)與多組FPDOS/APDOS，輔以10?mΩ檢測電阻，方案簡潔可靠。