前言
国家市场监管总局已经发布公告,从2025年11月1日起,电动自行车用锂离子蓄电池和电动自行车用充电器必须经过CCC认证并标注CCC认证标志后,方可出厂、销售、进口或在其他经营活动中使用。实施CCC认证是为了加强电动自行车的质量安全监管,确保产品符合电气安全、机械安全、环境安全、耐热阻燃、互认协同充电等强制性国家标准的要求。
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USB PD 3.1标准是USB Power Delivery的最新版本,它为USB连接提供了更高的功率传输能力和更灵活的电源管理功能。相比之前的USB标准,USB PD 3.1支持更高达240W的功率传输,使其能够满足更多设备的电力需求,包括笔记本电脑、显示器、充电宝等。
USB PD 3.1的最高电压档位就是支持48V的电压档,通过提供48V电压,系统可以在更低的电流下传输相同的功率,从而减小电阻损耗,提高功率传输的效率。高压应用芯片是在支持USB PD 3.1标准的基础上设计的,它们能够稳定地提供和管理48V电压,是支持更高功率需求的设备提供电力传输解决方案的关键组成部分,它们在提供高效能量传输的同时,保证了系统的可靠性和安全性。
48V高压快充协议芯片
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排名不分先后,按企业英文首字母顺序排序.
Hynetek慧能泰
慧能泰HUSB238A
HUSB238A 是一款高集成度的独立 USB-C 和PD受电端芯片,该控制器集成了 CC 逻辑、USB PD 协议以及传统通信协议,支持Type-C V2.1 & USB PD3.1标准、PPS 20mV和AVS 200mV调压,传输的额定功率可达240W。
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HUSB238A 支持 I²C 模式和 GPIO 模式两种工作方式。在 I²C 模式下,I²C 主控可以对 HUSB238A 进行配置设定、状态读取,并实现诸如数据角色交换(DR Swap)、供应商定义消息(VDM)等高级功能。
在I²C模式下,HUSB238A最大支持 48V/5A,包括 FPDO, PPS, EPR PDO, EPR AVS;在GPIO模式下,HUSB238A最大支持 28V/3.25A,包括FPDO, EPR PDO。HUSB238A也支持QC2.0和AFC。
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HUSB238A主要配置为GPIO模式,体积小巧,外围配置非常简单,只需要2个电容和4个电阻,即可最大诱骗28V/3.25A。
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HUSB238A 在此模式下支持可调电源供应输出(APDO),最高可达 48V/5A 的扩展电源范围(EPR)PDO 以及 I²C 模式下的 EPR 自动电压调节。在 GPIO 模式下,通过设置引脚来完成配置。
HUSB238A 可通过 VSET 和 ISET 引脚配置,支持最高 28V/3.25A 的 PDO 输出。HUSB238A 超低的运行电流有助于降低系统总功耗,非常适合电池供电的应用场景。
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HUSB238A 采用 QFN 3 mm x 3 mm-16L 封装,用于具有传统桶连接器或USB micro-B电源连接器的电子设备,如物联网设备、无线充电器、无人机、智能扬声器、电动工具和其他设备。
慧能泰HUSB239
HUSB239是一款高度集成的独立USB Type-C®和功率传输(PD)控制器。HUSB239整合了CC逻辑、USB PD协议和传统协议。用户可以自由配置HUSB239作为Sink或DRP。此外,它支持识别调试配件和音频配件。
HUSB239可以在两种模式下运行:I²C模式和GPIO模式。在I²C模式下,I²C主机可以访问HUSB239以配置设置、读取状态并执行高级功能,例如PR Swap、DR Swap和VDM消息。在I²C模式下,HUSB239支持PPS、SPR AVS、最大48V / 5A EPR PDO和EPR AVS。
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在GPIO模式下,配置通过设置引脚实现。HUSB239可以配置为通过VSET和ISET引脚支持最大28V / 3.25A PDO,仅使用两个电阻来设置电压和电流。当HUSB239作为源时,Rp可以通过SRC_ISET引脚进行配置。
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HUSB239通用系统框图
HUSB239是一款可以独自运行的PD DRP,支持PR_SWAP、DR_SWAP、 VCONN Role Swap、支持Discover ID和Discover SVID,用于带数据通信的Type-C场合。它不用任何软件编程,不需要烧录,即贴即用。
HUSB239的超低工作电流有助于系统降低总功耗,适用于电池应用。HUSB239提供QFN 3mm x 3mm-16L封装。
Injoinic英集芯
英集芯IP2756
英集芯IP2756是一款集成多协议用于USB端口的快充协议芯片,其内部集成USB PD3.1等市面主流快充协议,通过了UFCS融合快充认证,支持Type-C协议、对E-Marker线缆的识别与支持与class B的电压等级,并向下兼容BC1.2、APPLE、SAMSUNG等手机快充。
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英集芯IP2756内部集成最少步进为10mV的可编程电压环路控制与最小步进为12.5mA的可编程电流环路控制,并集成低端电流检测与支持线损补偿功能。支持驱动控制光耦与I2C接口控制。电源内集成NMOS驱动与压差检测,内置自动控制泄放功能,支持待机低功耗模式。
IP2756具有输出过流过压、短路保护等多种保护机制,支持2路NTC过温保护,内置NTC开路检测与DP/DM/CC1/CC2过压保护,同时提供了更高的耐压等级,支持 EPR 28V~36V精简外围的设计,通过扩展可以支持EPR48V并提供更大的存储空间。在多协议应用上,客户不用再做协议的取舍,能够提供更高的ESD防护能力,有效提升产品可靠性,支持更大的电流范围。
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英集芯IP2756采用QFN24进行封装,具有高度集成与各种丰富的功能,在应用时仅需少量的外部器件即可实现全部的功能,有效减少整体方案尺寸,大大降低BOM成本,可广泛应用在充电适配器、移动电源、车载充电器以及带PD输出功能系统应用中。
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Legendary乐得瑞
乐得瑞LDR6020
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LDR6020是带有3组6路DRP USB-C及PD通信协议处理模块和USB2.0 Device模块的16位RISC MCU,拥有USB PD3.1通信功能,具有262字节非折叠PD3.1长数据包通信能力,并且可以通过CC,UART,I2C,USB2.0四种模式进行固件在线升级。
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LDR6020采用QFN-32 4*4封装,拥有13路ADC,28 位双向 I/O 口,1 位输入口,2 路 PWM,可以做定制化功能设计,并且未来还会开放嵌入式云IDE开发系统。
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LDR6020的应用场景非常广泛,比如Type-C多功能转接器,Type-C显示器,Type-C移动电源等等,并且芯片内置I2C Slave通信控制单元,UART通信控制单元,可以与其他主控芯片进行通讯协商。
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On-Bright昂宝
昂宝OB2627
昂宝OB2627是一款次级侧恒压恒流控制器芯片,内置MCU以处理多种快充协议,内置两个运算放大器,用于电压环路和电流环路调节,并根据快速充电协议进行可编程电压参考。OB2627支持PD3.1 EPR 48V,并通过了USB-IF认证,TID:10391,支持最大240W输出功率,内置高增益电流检测放大器可最大限度地减少偏移,从而降低检测电阻的功率损耗。
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OB2627通过USB PD协议在CC线进行通信。CC引脚上的混合信号前端发布默认(500 mA)、1.5A或3A的UAB-C电源,检测插头事件并确定USB-C线方向,并自主通过指定的双相标记编码(BMC)和物理层(PHY)协议协商USB PD合同。OB2627还可以监控DP/DN数据线电压或数据传输,支持高通QC2.0/QC3.0/QC3.5协议,并自动调节输出电压和输出电流。
OB2627在与On-Bright GreenEngineTM基于AC/DC离线PWM ICs协同工作时,可以实现较低的待机功耗和快速电压转换。OB2627提供全面的保护,包括恒流限制、过压保护、欠压保护、短路保护、DP/DN过压保护和外部过温保护等。OB2627采用QFN16封装。
RICHTEK立锜
立锜RT7209
立锜RT7209是一款高度集成的可编程USB PD控制器,支持USB PD3.1 SPR和EPR 48V规范,并通过了USB-IF PD3.1认证,认证TID:11022 ,支持3V至55V的工作电压,内置MCU,具有16kB的OTP-ROM和2kB的SRAM,内置反馈补偿机制,不仅减少了外部元件,还增强了瞬态响应。
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RT7209支持PD3.1、PPS、UFCS等多种快充协议,还允许客户根据特定需求定制私有协议。该芯片内置了分流稳压器,使其在提供恒定电压或恒定电流输出时具有更高的稳定性和可靠性。同时,内置的反馈补偿机制确保了整个系统的稳定性,同时通过可编程线缆补偿功能,用户可以针对线损进行精确调整,优化充电效率。
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RT7209还具备VIN引脚检测功能,能够监测输入电压的状态,并据此作出相应的控制决策,从而保障设备的稳定运行。BLD引脚可用于快速放电输出电容,有助于缩短充电周期,提高充电速率。而USBP引脚则提供了直接驱动外部阻断N-MOSFET的能力,进一步增强了系统的控制能力和安全性。
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在安全性方面,RT7209支持可编程的过流保护、恒定电流保护、过温保护,支持自适应输出过压保护、输出欠压保护,推荐的结温范围为−40℃至125℃,工作环境温度范围为−40℃至105℃。支持CC1/CC2/D+/D- 过压保护与内部过温保护,适用于多种消费电子的充电适配器之中,采用 WQFN-28L 4x5封装。
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1、充电速度再升级,立锜RT7209通过PD3.1认证,多功能集成的USB PD控制器
UNICMICRO广芯微
广芯微UM3506
广芯微UM3506-BPQF SOC芯片,这是一颗支持PD3.0 3.1规格的快充控制器,具备全功能的SRC/SNK/DRP支持能力,同时也可以支持EMARK电子标记的SOP'报文交互功能,全面满足PD3.0,PD3.1规格,支持SPR,EPR(PD3.1)模式,以及PD报文的chunk模式和260bytes 长包。芯片内置高压LDO,支持3.3-24V供电,使用灵活。
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UM3506具有2对DP DM引脚,支持BC1.2,QC,FCP,SCP等协议。Field-proven PD 协议库,支持可持续升级和灵活扩展。
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芯片内置高性能32位RISC-V内核,主频最高为33MHz,内置8KB SRAM和256KB FLASH,内置16通道12位ADC用以电压和电流采样,支持3.3-24V工作电压范围,使用QFN24封装。
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VIA Labs 威锋电子
威锋VL108
威锋VL108是一款高度集成的单芯片DisplayPort Alt模式和PD 3.1控制器芯片,专为USB-C设备设计,可用于支持带有充电功能的USB-C多功能拓展坞。VL108内置了USB-C充电UFP,可通过DP Alt模式或USB4 DP隧道方式执行视频输出功能,同时在检测到外部电源后为连接的PD主机提供充电。VL108提供两组UFP CC引脚对,可选择用于总线供电或自供电应用。它还集成了两个USB-C DRP DFP,可以连接到USB-C电源适配器以为PD主机充电,也可以连接到USB-C设备以进行数据传输。
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UFP和两个DFP均支持最新的PD3.1 EPR规范,可支持48V 5A(240W)的功率输出。此外,两个DRP DFP还集成了D+/D-充电ePHY,支持使用D+/D-进行协议握手,然后转换为PD协议以通过UFP输出电源。无论是哪个DFP端口,都可以按照先插入先服务的原则为主机充电。
VL108的设备策略管理器能够协商DFP和UFP之间的电源规则,从而启用电源充电。它还支持在电池电量耗尽模式下为主机充电以及快速角色切换。此外,VL108还具备USB Billboard设备功能,以满足“VESA DP Alt模式在USB Type-C上”的规范。它还支持智能自动待机功能,当连接接口处于空闲状态时,会自动进入深度省电模式,非常适用于智能手机配件。
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VL108内置了RC振荡器、线性电压调节器、Vbus电压和电流检测器,可以通过Vbus电源稳定工作,并监测异常电源行为。此外,它提供多达17个GPIO引脚,用于特定应用。SPI接口可支持外部SPI闪存,或与VLI Hub控制器共享SPI闪存进行固件升级。固件更新可以通过USB Billboard或I2C从属接口进行。VL108提供两种封装型号可供选择:QFN 60L(7x7x0.85 mm),支持两个DRP DFP,以及QFN 48L(6x6x0.85 mm),支持一个DRP DFP。
充电头网总结
虽然现在PD协议在智能手机等智能设备上的功率最大也就在140W左右,距离跑满240W的功率还有很长的路要走。这是因为目前的工艺与技术仍未能达到符合消费者预期的充电器。48V电压一般需要使用63V的电解电容,而19V只需36V的电解电容。在相同容量下,价格显著增加,体积也大不少。此外,发热等问题也普遍存在。
然而,目前已经有电动工具能够达到240W的功率。这类芯片不仅在工业设备、电动工具等领域具有广泛的需求,而且随着工业自动化和时代的发展,对48V高压应用芯片的需求也会相应增加。
为了满足市场需求,据不完全统计,本文推荐了目前市面上的多款48V高压芯片,它们支持PD 3.1 240W应用。这些芯片的推出将促进USB PD标准的进一步发展,为更高功率的设备充电提供了更可靠的解决方案。
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