传统设备充电接口如何升级成USB-C PD快充接口?
早在 2009 年开始,欧盟就致力于推动消费电子产品充电接口的统一进程,减少资源浪费推动绿色环保进程,同时充电配件通用化也为消费者带来更好的充电体验。2022 年 10 月 4 日,欧洲议会全体会议上表决通过,在 2024 年底之前使 USB-C 接口成为小型电子设备的通用充电标准。
涉及设备范围与执行时间
该法律适用设备包括新制造的手机、平板、数码相机、耳机、便携游戏机、便携式扬声器、电子书、键盘、鼠标、导航仪、无线耳机、笔记本电脑等消费类小家电产品除笔记本电脑外,2024 年 12 月 28 日欧盟成员国即开始强制执行该法规。笔记本则从 2026 年 4 月 28 日起强制实施。
受规管的电子产品需要配备 USB-C 接口并能使用 USB-C 线缆进行充电,接口与线缆均需要符合“EN / IEC 62680-1-3:2021 Part 1-3”标准。
当设备充电功率大于 5V3A(15W)时,不管是否使用其它充电协议,都需要满足“EN / IEC 62680-1-2:2021 Part 1-2”标准的供电要求,也就是要完整地支持 USB Power Deliver(USB PD)。
市场机会
市面上的快充标准常见的有两大类,一类是由行业协会发起的,如USB PD、UFCS;一类是由手机、芯片企业发起的,如QC、VOOC、SCP、FCP、AFC、PE等。海外市场常用协议标准USB PD ,QC 三星AFC快充协议。
在欧盟征集未来统一的快充标准中,这些标准都有机会提交给欧盟参考,但最终采纳的仅1-2种能得以实施。这其中USB PD、UFCS的角逐最为抢眼,一个来自美国,一个来自中国。
在5G标准里也有先例,如TDD和FDD,两个技术都得到了并存发展。USB PD、UFCS能否都进入欧盟推荐的快充标准,这个也是接下来行业关注的焦点。
市场充满了挑战,也带来了机会。让我们再次熟悉一下这两匹黑马最新动态。
其中最大电流等级维持最大5A不变;100-140W功率是28V AVS,电压范围是15V-28V;大于140W到180W功率是36V AVS,电压范围是15V-36V;大于180W到240W是48V AVS,电压范围是15V-48V。
2021年5月25日,USB-IF协会推出了最新快充标准USB PD3.1。根据USB-IF协会公布的资料显示,在扩展功率范围EPR中,新增了28V、36V和48V三种固定电压档和三种可调电压档(Adjustable Voltage Supply,简称AVS)。电压范围是15V-48V。
PD接口:
pd充电的意思包含以下3点:
1、pd充电就是USB-Powerdelivery(USBPD),是现阶段主要的快速充电协议之一。
2、pd充电通过USB电缆和射频连接器改善电力工程运输,扩大USB应用中电缆系统总线的配电能力。
3、该标准运输效率最高可达100W,可以任意改变电力工程的传输方向。
pd充电和Type-C充电之间的关系
有些人经常把USBPD和Type-C放在一起,甚至称Type-C充电头为PD充电头。USBPD和Type-C实际上是两回事。USBPD是一个快速充电协议,Type-C是一个新的界面规范。
默认情况下,Type-C插座设置较大,适用于5V/3A,但在保持USBPD协议后,可以使功率更大,适用于上述100W。
因此,USBPD协议将适用于许多易于使用Type-C插座的设施。
简单介绍完PD的发展演变过程,接下来介绍消费类电子产品如何设计TYPE-C接口充电。
支持PD的设备必须采用cc逻辑芯片。 USB Type-C目前最多支持20V/5A。 在这种情况下,必须与USB PD对应。 也就是说,由于需要额外的PD芯片,所以请不要以为是USB Type-C连接器就能支持20V/5A。
1:只需要5V电压输入的消费类电子产品。
如果只需要PD适配器常规的5V输出,只需要分别在TYPE-C母座端子PIN脚CC1,CC2分别下拉5.1K电阻,即可实现5V输入给设备供电。
CC1与CC2
USB-PD对电源设备的识别
是依靠这两个引脚的,向供电端请求电源供给。在简单的设计中,通过CC1和CC2各自独立
下拉一个5.1k电阻到地
即可。而对于需要用到大功率供电或者高清视频传输功能的嵌入式设计,则必须要使用USB-PD控制芯片。( 树莓派4上面的这个USB-C接口,其CC1和CC2是连接在一起的,并共用了一个5.1k的电阻下拉到地。由于它少使用了一个5.1k电阻,使得其与许多USB Type-C的充电器不兼容,供电翻车)
2:需要支持9V/12V/15V/20V功率以上给设备供电的消费类电子产品
支持PD的设备必须采用cc逻辑芯片。 USB Type-C目前最多支持20V/5A。 在这种情况下,必须与USB PD对应。 也就是说,由于需要额外的PD芯片,所以请不要以为是USB Type-C连接器就能支持20V/5A。
概述
LDR6328 是针对 USB PD 协议和 Qualcomm Quick Charge(简称 QC)协议开
发的一款兼容 USB PD 和 QC 的通信芯片。输入端主要接 PD 和 QC 的适配器,输出端配置输出固定
的电压。LDR6328 从支持 USB PD 和 QC 协议的适配器取电,然后供电给设备。比如可以配置适配器
输出需要的功率,给无线充电器设备供电。
2、特点
◇ 采用 SOP-8 封装
◇ 兼容 USB PD 3.0 规范,支持 USB PD 2.0
◇ 兼容 QC 3.0 规范,支持 QC 2.0
◇ 兼容三星AFC协议
◇ 可自动诱骗 PD 输出 5V、9V、12V 、15V、20V电压,QC/AFC输出 9V、12V 电压
3、应用
◇ 所有需要适配器(支持 USB PD 和 QC,三星AFC协议)供电的设备
◇筋膜枪,电风扇,照明灯,蓝牙音箱,充气泵,相机等消费类电子设备
参考设计应用
总结:
该芯片外围简单,方案成熟稳定,对国内适配器做了特别兼容性处理,非常适合小家电产品改成TYPE-C接口使用,国内很多知名大厂都在使用,方案稳定成熟可靠,欢迎留言索样DEMO。
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