前言
2023（秋季）亞洲充電展于8月23-25日在深圳福田會展中心3號館舉辦，匯聚數百家知名企業參展。此次展會以推動充電行業交流與發展，打造一個關于技術交流的平臺為目的，通過對行業的發展趨勢的交流和相互間的技術交流，尋找產業升級新機遇，研判未來趨勢，商討行業觀點并深化合作，結合國內外經濟發展情況，推動構建產業間的相互合作。
2023年08月23日，由充電頭網發起的2023（秋季）亞洲快充大會在深圳福田會展中心舉行，匯聚了眾多國內外眾多半導體產業鏈的專家、學者、企業代表等半導體領域的大咖，互相交流半導體技術和半導體未來的發展趨勢，為大家分享最新半導體領域的技術和干貨，其中芯海科技(深圳)股份有限公司（簡稱：芯海科技）受邀出席，帶來了《芯海科技USB-PD快充整體解決方案》為主題的演講，通過PD快充的起源入手，講解UFCS出現的背景，然后宣傳芯海科技USB-PD快充的整體解決方案，讓廠商獲得更多優質的參考方案，用戶用上放心的PD快充產品。
擔任本次演講的是芯海科技(深圳)股份有限公司資深產品經理/系統工程師楊樂先生。
楊樂先生主要負責快充協議研究、快充產品的定義及產品推廣，擁有近十年的電源產品設計開發經驗，對于快充電源市場領域具有深厚研究經驗。助力芯海科技成為國內首批推出PD MCU的芯片原廠，定義及主導芯海科技多款明星快充芯片的規格制定，形成PD快充產品的全領域應用布局。在Type-c/PD領域擁有多項發明專利及實用新型專利。
快充是從2010年USB BC1.2協議開始發展的，除了協議和功率的變換，最主要的是接口的變化，隨后的QC協議功率上不去的主要原因是無法避免發熱和效率低的問題，同時充電功率也到達了瓶頂，隨著“充電5分鐘，通話2小時”的口號出現，讓消費者重新認識快充，廠商開始大力研發私有協議，私有協議的充電功率普遍過百瓦，接口采用Type-c接口，18W已經不算快充了。蘋果今年發布新品據說支持30W以上。
快充協議的趨勢，雖然目前手機上有很多100W、120W甚至超過200W的充電功率，但是都是私有協議，只能各品牌使用自己的充電器才能支持，通用的PD協議也只支持18W。目前支持UFCS協議的終端產品越來越多，已經通過認證的超過10款，UFCS充電功率可以達到40W，相比通用的PD協議已經快了不少，未來手機UFCS充電功率會進一步提高，同時有望作為第一優先級協議給手機充電。
業界首款UFCS協議應用產品，iQOO的44W閃充移動電源iPB2250，除了支持iQOO44W 閃充、45W PD快充，還支持40W UFCS 快充。該電源采用了芯海科技CSU3AF10協議芯片，是業界首款量產并商用的UFCS融合快充的協議芯片，同時CSU3AF10也支持其他充電寶友商的快充協議。
芯海科技已相繼發布了四款支持UFCS融合快充協議的產品。分別是CS32G051、CPW3101、CPW3301、CSU3AF10，其中CPW3101已經過了UFCS驗證，目前這些產品都已大規模量產。芯海科技在高精度ADC領域具有領先優勢，有望借助自身的技術優勢更進一步地提高電流、電壓的檢測精度，讓支持融合快充協議的產品更安全。
目前，PD在消費電子領域的應用非常廣泛，Type-C PD應用場景十分豐富，可用在Type-C 顯示、Type-c 配件、Type-c Host、Type-C 音頻、Type-C線纜、Type-C PD快充等領域中的不同產品上，應用非常廣泛。芯海科技在PD領域中有大量的量產方案應用。
CPW6410是芯海科技即將發布的新品，采用 QFN56(6mm*6mm）封裝工藝，在之前的協議芯片基礎上進一步提升，把協議、Buck-boost、MCU集成在一顆芯片內，支持PD3.0、UFCS、PPS、QC4+、FCP、SCP、AFC、VOOC、BC1.2、Apple2.4協議。支持CCA快充接口、PD3.0 FRS功能、Dead Battery檢測、E-Mark等功能。64K Flash 可進行定制化協議，支持固件升級。支持2~6串電池在4.15~4.5V范圍可調，最高支持36V輸出。
配備主流的保護功能，工作溫度在-40~105°C。集成電壓、電流檢測模塊不需要額外電壓元器件， 內置12bit ADC，高精度低溫漂基準，集成電池電量計，可實現百級電量顯示，集成單口NTC檢測功能。
CPW6410經過上百款產品的兼容性測試，包括主流手機、平板、適配器等的兼容性測試。動態響應測試可以達到行業大客戶測試標準，對兼容性有一定性影響，如果動態響應測試不好，容易出現兼容性問題。效率測試的20V5A輸出@14.8V，效率高達96%。休眠功耗小于150uA (兩路CC同時翻轉)。
以上是CPW6410的 DEMO板，是一個PD移動電源單芯片解決方案，外圍較精簡，支持CCA快充接口，支持單口100W功率，支持雙C盲插100W，不增加額外DC-DC情況下，支持快充快放功能。兼容協議PD3.0、PPS、UFCS、QC4+、華為SCP、三星AFC等主流協議，待機功耗小于150uA，支持免拆機C口固件刷機升級，可隨時更新快充協議以兼容下一代設備，并可根據需求變化升級性能及使用體驗。智能匹配電流，從大功率電腦到小功率耳機，都能充。內置庫侖計算法，精準顯示電量。內置多種保護機制，過壓、過流、短路、過溫、低溫、邊充邊放保。
目前，CPW6410已獲得“融合快速充電功能認證證書”，通過了UFCS協議認證，是芯海科技第二款通過UFCS協議認證的芯片，可應用在移動電源、戶外電源、智能音響、電動工具、移動電源、筋摩槍等領域的產品上，滿足多設備用戶的快充需求。
CS32G020搭配CS32G023可組成雙C/A+C獨立移動電源方案或組合成雙C二合一移動電源解決方案，充分滿足客戶多口充電寶產品的需求。CS32G020支持雙C獨立快充輸出，支持兩路獨立PD 3.1輸出，輸出功率最大280瓦，CS32G023支持1A1C快充輸出。
AC模式和DC模式均支持兩路Type-C獨立快充。智能調配輸出功率，多口共享最大功率輸出，兼容PD3.0、PPS、QC4+、華為SCP、三星AFC主流協議。 智能調配接口控制，提升整機效率。支持PD3.1 140W功率。支持固件刷機升級，可隨時更新快充協議以兼容下一代設備。CS32G020曾在Anker 45W 二合一移動電源和三星 25W 10000mAh移動電源上應用。該方案可以幫助廠商設計出比較小巧的產品，同時效率和溫升表現都非常不錯，支持雙C互斥功能。
CSU3AF10可用于雙C共用移動電源的解決方案，曾在Anker 30W 20000mAh移動電源上應用。支持兩路Type-C接口，還可擴展支持快充Type-A接口，支持單口100W閃充功率，支持盲插100W兼容協議多: PD3.0、PPS、QC4+、華為SCP、三星AFC等主流協議。
CSU3AF10還可用于磁吸無線充移動電源方案，單芯片可同時實現PD+私有協議快充、無線充Qi協議和功率控制、移動電源充放電管理。支持Type-C雙向快充。支持LED電量及無線充工作指示。無線充的升級較為頻繁的，而通過USB接口進行IAP固件升級，無需拆開產品，降低升級難度。應用在Anker 磁吸無線充移動電源上。
CPW3301適用單C/雙C充電器應用，實現單C/A+C的輸出接口，Type-C支持PD3.1/PPS/OC4+/FCP/SCP/AFC/VOOC/UFCs快充協議，USB-A 支持QC2.0/0C3.0/FCP/SCP/AFC/VOOC/UFCS快充協議，同時接入時支持5V。電流檢測精度高，快充更安全，內置多種保護機制，過壓、過流、短路、過溫、低溫保護等。
CUB2041是一款適用于顯示器、HUB、Docking等應用領域的高集成度、高性能、低功耗USB2.0 集線器，集成1個USB2.0上行端口和4個USB2.0下行端口。產品響應時間快，內部使用狀態機進行控制，所有USB2.0端口都完全符合USB 2.0 標準，并且向下兼容USB 1.1 標準。
USB2.0 HUB芯片CUB2041擁有SSOP28、QFN24兩種封裝工藝，滿足客戶的不同需求，目前該芯片已經大規程出貨中，集成MCU和USB 2.0 收發器，完全兼容通用串行總線規范修訂版2.0 (USB 2.0)。
USB3.1 Gen1 HUB的芯片CUB3141，是芯海科技最新發布的產品。符合USB 3.1 Gen 1規范 5Gbps，并向下兼容USB2.0 high speed 480Mbps、USB2.0 full speed 12Mbps、 USB 1.1low speed 1.5Mbps。支持4個下行接口，并且支持所有下游端口快速充電的功能。支持SMBUS自定義配置。支持USB3.0 U1/U2/U3工作模式。經過測試，目前主流的系統的驅動均支持。經過主機、外設等完整性兼容性測試，通過USB-IF協議認證，實際的讀寫速率達到5Gb的協議標準，功耗低達到行業標桿水平。
CUB3141可搭配CS32G020，組合成顯示器/Docking/HUB整體解決方案，針對顯示器、Docking/HUB的方案，支持全功能USB-C，可實現一線連特性，即可同時實現PD快充、DP投屏和數據傳輸。支持兩個獨立Type-C接口，接口豐富，功能全面。支持最新PD3.1 FRS功能，支持USB3.1Gen1 5Gbps。支持雷電、USB4.0功能。支持USB-C反向充電功能，自動智能功率分配。該方案還可以支持3Type-C全功能、4Type-C(雙全功能+雙USB) 、Type-c同時復用DP和HDMI信號等功能。目前該方案應用在小米 27寸 4K顯示器上。
C532G051是一顆應用在筆記本電腦領域Host端PD Controller的芯片，該芯片是單通道的，雙通道的芯片正在加緊研發中。支持PD3.1，并向下兼容。可以在筆記本電腦上實現系統DP投屏、數據傳輸功能、系統充電功能、系統放電功能、系統在線升級功能。C532G051已經適配目前英特爾、AMD、高通等平臺，也可以實現雙口、三口、四口在PC上的應用。
芯海科技是一家深耕模擬信號鏈20年，總部位于深圳的全信號鏈芯片設計企業。全球專利近900項，研發人員占比70%，每年研發投入占營收20%以上的巨額研發資金。擁有模擬信號鏈和MCU雙平臺的技術，ADC技術創新業界名列前茅。
芯海科技擁有完善的開發生態，可以為Type-C PD應用提供全方位解決方案，為客戶提供一站式完善的開發方案，給標準方案客戶研究，然后基于客戶的整體需求進行一定的客制化。可提供給客戶的參考資料較多，比如提供協議SDK、開發板、DEMO程序、參考方案等，縮短客戶的方案開發時間。
充電頭網總結
芯海科技USB-PD快充整體解決方案通過PD快充的產生開始講解，人們需要快充的緣由。但早期的QC快充不盡人意，直到UFCS融合快充的出現，并把功率增加到40W后，開始打破PD快充私有協議的壁壘，只有規范通用化才能讓PD快充更安全，UFCS在充電上做得更專，調節精度更高、安全性更好，而且實現成本更低。
芯海科技是國內率先推出PD MCU的芯片原廠，參與了中國快充行業標準UFCS的制定，是業界首款量產并商用的UFCS融合快充協議的產品vivo移動電源的芯片供應商，支持40WUFCS快充，目前，芯海科技已相繼發布了四款支持UFCS融合快充協議的產品，這些產品都已大規模量產。其中CPW6410已通過UFCS協議認證，是芯海科技第二款通過UFCS協議認證的芯片。芯海將持續完善的快充產品開發生態，為廠商提供一站式PD快充整體解決方案，讓用戶用上放心、便攜的快充產品。
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